迎风型紧致算法在二维不可压缩粘性流动中的应用

给出一种高精度求解二维不可压缩粘性流动N-S方程的差分算法,该算法对流项具有三阶精度,粘性项具有四阶精度,能精确地求解二维不可压缩粘性流体运动的定常解。同时,用计算机数值计算和图像显示的方法模拟该流体运动压力云与流线图,准确地描述二维不可压缩粘性流动,完成了典型算例。     

论真空物理中流导公式的错误及其原因--兼论气体状态方程不适用于定常粘性流气体

论述了目前真空物理中流导计算公式的错误及其原因．论证了气体状态方程不适用于气体定常粘性流,着重指出不可压缩性假定与状态方程间的排斥和矛盾．并提出了较为合理的流导定义．对矩形截面流管中气体定常粘性流速度分布公式提出了修正意见．     

Navier—Stokes方程的数值解法

介绍了Ｎ－Ｓ方程二维非定常粘性不可压缩流体的两种数值解法，有限差分法和有限元法，并从求解方法，稳定性、收敛性和误差上对两种方法进行对比。     

关于粘性元流伯努里方程的讨论

粘性元流伯努里方程是许多工程流体力学及水力学教材中都引入的基础性定理，其中“粘性流体质点的机械能沿流线必然下降”这一论点长期以来已被普遍接受。实际上，粘性流体质点机械能沿程下降的现象只存在于某些类型的流动中，不是粘性流的普遍规律。本文从粘性流Ｎ—Ｓ方程出发，经过论证，可知粘性元流伯努里方程是存在问题的。     

翼型跨音速定常及非定常粘性绕流的数值模拟

发展了一种计算翼型跨音速定常及非定常粘性绕流的数值方法。采用ＬＵ分解隐式三阶迎风格式求解二维非定常可压ＮＳ方程组，紊流模型采用ＢａｌｄｗｉｎＬｏｍａｘ双层代数模型。计算网格采用相对翼型固定的贴体运动网格。数值模拟了ＮＡＣＡ００１２翼型的几种跨音速定常及非定常粘性绕流状态，计算结果同已有的实验数据吻合较好     

流体能量方程的研讨

能量方程、动量方程和动量矩方程是解决流体力学问题常用的基本方程,其中各种形式的能量方程应用最为广泛。流体力学教材中一般均重点讲授理想流体的伯努利方程,当应用于管道流动时,需加修正,引进粘性摩擦阻力和局部阻力损失项。得出带有粘性损失的伯努利方程。本文将上述二种形式的伯努利方程结合热力学加以推广,导出包括传热输入和输出机械功的能量方程一般式。从而,理想流体的、带有摩擦损失的及可压缩流体的能量方程都作为它的特例导出。     

离心式压缩机内三维粘性流动计算

采用时间相关的可压缩平均Ｎ－Ｓ方程组及Ｋ方程湍流模型，应用任意拉格朗－欧拉法（ＡＬＥ）进行离散，对离心压缩机叶轮内部的三维粘性流场进行了数值模拟，ＡＬＥ法采用任意六面体网络单元，网格可按规定速度运动，因此适用于具有复杂几何边界和流场区域不断变化的流动问题，以Ｅｃｋａｒｄｔ叶轮为例进行了数值计算，计算结果与实验结果吻合良好。     

论真空物理中流导公式的错误及其原因：兼论气体状态方程不 …

论述了目前真空物理中流导计算公式的错误及其原因，论证了气体状态方程不适用于气体定常为性流 重指出不可压缩性假定与状态方程间的排斥和矛盾。并提出了较为合理的流导定义，对矩形截面流管中气体定常粘性流速度分布公式提出了修正意见。     

一个新的平面不可压缩的Navier-Stokes方程的八模类Lorenz方程组截断

通过对平面正方形区域上不可压缩的Navier-Stokes方程进行傅立叶展开后截断得到一个新的八模类Lorenz方程组,给出了该方程组的定常解及吸引子存在性和全局稳定性的证明。同时,数值模拟了雷诺数在一定范围内变化时方程组的基本动力学行为和混沌轨线。系统通过一系列的分岔展现了复杂的随机行为。     

不可压粘性流动N—S耦合方程的有限元解法——II应用

应用有限元方法求解不可压粘性流动Ｎ－Ｓ耦合方程，将此方法用于驱动方腔和突扩管道内的层流分析，结果表明此方法具有良好的椭圆型性质，能预测分离流动。用该方法结合两层湍流代数模型，对压气机叶栅内不可压流动进行模拟分析，与实验结果的比较证明方法是有效的。     

一种诊断和评估积冰机翼失效故障的新方法

针对某型飞机机翼污染后机翼性能改变问题,提出了一种基于流场和结构场耦合分析的机翼气动特性、结构特性检测方法.该方法首先应用有限元法对二维定常不可压粘流的时均N-S方程进行离散求解,采用四阶龙戈-库塔(RK)法求解水滴运动方程确定污染程度,然后利用流场和结构场耦合分析污染后的机翼特性,通过与未污染机翼气动特性和结构特性的情况对比,确定污染机翼性能变化并作出是否失效判断.通过机翼污染的相似实验结果表明,该方法能有效的应用于污染机翼的性能判断与优化设计.     

输流管道耦合振动问题的ALE方法研究

本文以ALE理论为基础,结合流体力学的相关理论,推导了用ALE方法描述的Navier-Stokes方程组,构造了基于Petrov-Galerkin格式的迎风有限元列式求解FSI的动力学问题,并在流体区域内采用Newton-Raphson迭代格式求解非线性的N-S方程组。最后采用ALE有限元对等截面直管轴对称流动和变截面弹性管内的粘性流动横向振动进行了模拟计算,并与相关理论和实验结果比较,结果表明:本文方法具有很好的效率和精度。     

耳蜗中粘性流体的速度分布及压力梯度分布

论文根据耳蜗的力学结构特性,将耳蜗近似地看成一个三维的矩形截面管,并利用H B Atabek的假设,对该管入口区域的二维不定常流进行求解,导出了相应的速度分布及压力梯度分布公式。实验结果表明,所给出的耳蜗中粘性流体的速度分布与实际情况相当吻合,这样就为在粘性流体的情况下建立耳蜗模型提供了理论依据。     

高速列车受电弓空气动力学对弓网受流的影响

为了研究高速列车弓网受流特性,考虑受电弓平均稳态与非稳态气动力影响,基于受电弓的非稳态空气动力学模型,采用均匀来流假设,运用计算流体力学(CFD)方法得到受电弓各部件的气动升阻力.将非稳态气动力时间平均,得到平均稳态气动力,并将具有一定脉动的受电弓非稳态气动力及平均稳态气动力分别加载至弓网动力学模型中,对比了2种气动力加载情形下弓网动力学. 仿真结果表明:在受电弓三质量块模型下,受电弓平均稳态与非稳态空气动力学对弓网受流的影响差别不大.进一步从受电弓非稳态气动力激励的振幅与频率两方面研究了其对弓网受流的影响,当外部激励振幅较大或频率与弓网系统频率接近时,弓网受流特性会受到显著影响.研究结果为将来考虑非均匀来流、横风等复杂气动条件下的弓网受流特性研究提供了基础.     

不可压粘性流动数值求解的新途径

本文采用一种新的N. S.方程形式对平面、定常不可压粘性流动进行了数值求解,并推导了该形式的任意曲线坐标系下的展开式。数值计算结果表明这种方法是可行的,且可将其推广于三维粘性流动的数值计算。     

静电收集理论的研究——静电除尘器中流速及浓度分布的实验研究

本文对静电除尘器通道中流速分布及浓度分布进行了实验研究,否定了Deutsch的速度均一和浓度均一的假设,为新理论的建立提供了依据。     

二维溃坝水波MAC方法数值模拟

采用ＭＡＣ方法求解原始变量不可压缩非定常带自由面问题的Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程，对二维水坝瞬间溃决所产生的溃坝水波进行了数值模拟．计算结果表明，在坝溃决的很短时间范围内，液体运动的任一铅直断面上，均不符合静压分布，自由表面的形状类似一抛物线．     

直升机旋翼桨叶绕流的欧拉方程计算

描述了求解直升机旋翼悬停流场的数值方法。利用悬停流场的准定常特性,采用有限体积空间离散和龙格库塔时间步进格式,在桨叶固连旋转坐标系下直接求解以相对物理参数为变量的三维无粘可压欧拉方程,没有附加任何尾迹模型,其中,应用了多项加快收敛技术。计算了二叶模型旋翼在亚、超音速的流动,并与相应的国外实验数据作了对比,吻合良好。表明应用欧拉方程能够模拟多叶旋翼的悬停流场。