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1.
圆柱绕流非对称涡发放的数值模拟 总被引:1,自引:0,他引:1
本文用有限差分法计算粘性流体绕圆柱的流动。通过有限解析的思想求解涡量方程,并用多重网格的方法计算泊松方程,得到了一个较为合适的格式来模拟中、低雷诺数的流动,计算了Re=40,200两种雷诺数下的流动,讨论了在不同人工干扰激发下圆柱后卡门涡街的形成。 相似文献
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数值求解非线性Burgers方程的有限分析混合格式 总被引:1,自引:1,他引:0
许延生 《水动力学研究与进展(A辑)》1998,(2)
本文采用有限分析混合格式对非线性Burgers方程进行数值模拟,通过定常和非定常算例表明,在连续特征线法离散的非线性对流算子所生成的非均匀网格上,采用有限分析法耦合离散扩散算子,对处理大Re数和大Pe数问题行之有效,数值结果是令人满意的。 相似文献
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该文通过二维流体力学基本方程组的数值模拟,研究了水平来流和周期性加热对腔体内流体的运动和动力学特性的影响。当相对瑞利数r(28)9时,随着水平来流雷诺数Re逐渐增加,腔体内的流体发生三种不同的运动,即局部对流运动、局部行波运动和水平流运动。对局部行波运动的周期pT进行研究,局部行波运动的稳定周期随水平来流雷诺数的增大而减小,随相对瑞利数的减小而减小;相对瑞利数越小,稳定周期随水平来流雷诺数变化的增长率越大。局部行波运动的区间(35)Re依赖水平来流雷诺数的强度,当水平来流雷诺数Re大于(35)Re的上限时流体为水平流运动,而当水平来流雷诺数Re小于(35)Re的下限时流体为局部对流运动;对于不同的相对瑞利数r,局部行波运动的区间(35)Re是不同的。随着水平来流雷诺数增大,发现腔体内上游行波区域对流圈的减少速度比下游行波区域更快。 相似文献
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该文以舰船棱柱型结构的隐身桅杆为研究对象,利用计算流体力学软件CFX和ICEM在不同雷诺数和攻角的条件下对模型进行数值实验,将数值实验所得到的各项结果与在哈尔滨工程大学船模拖曳水池中进行的实验数据相比较,结果表明通过数值实验方法可以进行定常力的求解,但是在脉动压力的求解时误差相对较大一些,在此基础之上提出了数值实验的改进方法。通过数值实验的方法研究了在不同雷诺数和不同攻角的条件下定常力、脉动压力、斯特诺哈尔数和脉动压力随攻角的变化趋势,发现攻角的变化不仅对定常力有影响,而且对脉动压力、斯特诺哈尔数和漩涡的发放也有着巨大的影响,并且不同攻角对应的斯特诺哈尔数在Re=6.38×105时候变化比较大,而在Re=9.57×105时变化幅度比较小。 相似文献
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《人民黄河》2017,(7):119-122
旋涡是水工建筑物进水口前常见的水力现象,会给水工建筑物和水电设备带来严重的危害。消除旋涡最广泛采用的方法是保证进水口前的水深超过临界淹没水深。从实际工程应用计算考虑,利用水力模型试验,重点分析了弗劳德数Fr、雷诺数Re对临界淹没水深的影响,并由试验结果得到旋涡相对临界淹没水深H/D随弗劳德数Fr和雷诺数Re的变化规律。结果表明:临界淹没水深随着弗劳德数和雷诺数的增大而增大,并且与两者均有幂函数关系。综合弗劳德数Fr和雷诺数Re对H/D的影响规律,得到了相对临界淹没水深与弗劳德数Fr和雷诺数Re的定量关系式,关系式拟合度为0.863,可以满足工程实际计算要求。 相似文献
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该文实验研究了低Reynolds数情况下正交圆柱尾迹的空间动力学行为.研究涉及不同来流速度,不同圆柱间距工况下,几何中心层和剪切层上旋涡的空间演化特性.空间动力学行为分析主要基于自谱和互谱的空间演化,并涉及空间相位分析.结果显示:正交圆柱尾迹法向方向和展向方向的自谱演化不具有对称特性,分别表现为类单圆柱性和二次流现象;在正交圆柱中心附近,通过自谱图发现尾迹处存在旋涡的三次归并现象以及亚谐波的嵌入现象;通过互谱和空间相位分析,在Re=68和Re=103工况下发现波数匹配现象,并且其频带的中心恰为正交圆柱脱落主导频率;特别在Re=68工况下脱落主导频率和一阶亚谐波存在波数匹配现象,并且随着Re数增加,相位关联消失. 相似文献
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《水动力学研究与进展(A辑)》2015,(4)
该文利用计算流体力学软件CFX,对恒定来流条件下黏性不可压缩流体的圆柱和方柱绕流进行了数值模拟。采用有限体积法和SIMPLE计算方法,求解不可压缩Navier-Stokes方程。首先开展雷诺数(Re)等于100和300时的圆柱和方柱绕流问题的二维数值模拟,分析比较了网格大小和时间步长对模拟结果的影响,并比较了不同柱体情况下的流体流动的差异性。进而对Re=100、300时方柱绕流问题进行了三维数值模拟,重点分析了各截面上阻力和升力系数、Strouhal数以及涡量特性与二维结果的差异。发现Re=300时,周向压力、速度场和涡量场与Re=100时相比存在明显的三维特性,并且由于二维流动结构发展成三维流动结构时需要消耗能量,导致三维的阻力升力系数计算结果均小于二维计算结果。研究表明,该文的数值结果与文献结果吻合良好。 相似文献
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本文在N—S方程涡量一流函数形式的经典ADI格式和SOR松驰迭代公式的基础上,对其“外来项”进行平均化处理,构造出了平均化差分格式及迭代求解程序。对雷诺数Re=100,1000,10000的空腔流动分别进行了数值计算,并与各数值方法的结果及实验资料进行了比较,结果令人满意。 相似文献
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为解决水系统中分水器的主要综合性能问题,采用计算流体力学理论,对分水器按实际尺寸进行了二维数值计算,研究了分水器压强小于1.25MPa,入口水流Re小于4.73×104的正常工作情况下分水器内部速度、压力、水头损失率随人口Re变化规律。计算结果表明:分水器中的速度分布在第一个分路口前不是标准的"抛物线形状";在每个分路口后速度逐级降低,降低规律明显;最后分路口后有漩涡区。分水器入口Re为2.37×104时,分路口入口右侧靠近壁面受水流冲击产生剪切应力较小。不同入口Re的分水器内动压分布相似,动压大小与分水器入口Re有关。不同入口Re的分水器分路出口水头损失曲线相似,分路1水头损失率最大,分路4为最小值;在分水器中流道形式、壁面糙度一定的情况下,减小局部阻力损失较好的方法就是降低入口Re。计算结果为分水器制造和为供水系统的阻力计算提供了基础数据。 相似文献
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通量差分分裂上风差分格式求解船舶粘性流动 总被引:1,自引:0,他引:1
本文阐述了采用人工可压缩方法计算不可压缩粘性流体的流动问题。对一般曲线坐标系下的流动控制方程采用了通量差分分裂上风差分格式和二阶中心差分格式离散。在隐式求解格式下,代数方程组用线松弛方法求解。本文计算了M维圆柱绕流和Wigley船的绕流问题,计算结果同试验相当吻合,这说明本文所采用的方法是处理不可压缩流动的可靠方法。 相似文献
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Chen Guo-qian Yang Zhi-feng Department of Mechanics Peking University Beijing P.R.China 《水动力学研究与进展(B辑)》1992,(4)
The compact second-order upwind finite difference schemes free of ceil Reynoldsnumber limitation are developed in this paper for the one-to three-dimensional steady convection-diffusion equations,using a perturbational technique applied to the classical first-order upwindschemes.The present second-order schemes take essentially the same form as those of the first-order schemes,but involve a simple modification to the diffusive coefficients.Numerical exam-ples including one-to three-dimensional model equations of fluid flow and a problem of naturalconvection with boundary-layer effect are given to illustrate the excellent behavior of the presentschemes. 相似文献
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CALCULATION OF VISCOUS FLOW AROUND CIRCULAR CYLINDER WITH THREE-DIMENSIONAL NUMERICAL SIMULATION 总被引:6,自引:6,他引:0
Wang Ya-ling Liu Ying-zhong Miao Guo-ping School of Naval Architecture Ocean Engineering Shanghai Jiaotong University Shanghai China 《水动力学研究与进展(B辑)》2001,(4)
1 . INTRODUCTIONTheflowaroundacircularcylinderisvaluableinoilcompaniesoroffshoreindustrythatrelyinmostcasesonsubseapipelineorriserstotransportgasandoilfromoceangroundstolandorsurfaceplatform .Weshouldensurethattheseoffshorestructuresareresis tantandstab… 相似文献
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关于一维非恒定流方程的差分格式,底摩擦项形式和数值稳定性的关系 总被引:1,自引:1,他引:0
吴正 《水动力学研究与进展(A辑)》1990,5(3):110-116
本文分析了一维非恒定流方程的差分格式、底摩擦项形式和数值稳定性之间的各种关系,论证了:(a)在格式中加入底摩擦项并不一定提高稳定性;(b)非对称型格式和中心差分格式应采用不同形式的底摩擦项;(c)一维非恒定流方程的一阶迎风格式和矢通量分裂格式的线性稳定性条件。 相似文献
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The Perturbational Finite Difference (PFD) method is a kind of high-order-accurate compact difference method, But its idea is different from the normal compact method and the multi-nodes method. This method can get a Perturbational Exact Numerical Solution (PENS) scheme for locally linearlized Convection-Diffusion (CD) equation. The PENS scheme is similar to the Finite Analytical (FA) scheme and Exact Difference Solution (EDS) scheme, which are all exponential schemes, but PENS scheme is simpler and uses only 3, 5 and 7 nodes for 1-, 2- and 3-dimensional problems, respectively. The various approximate schemes of PENS scheme are also called Perturbational-High-order-accurate Difference (PHD) scheme. The PHD schemes can be got by expanding the exponential terms in the PENS scheme into power series of grid Renold number, and they are all upwind schemes and remain the concise structure form of first-order upwind scheme. For 1-dimensional (1-D) CD equation and 2-D incompressible Navier-Stokes equation, their PENS and PHD schemes were constituted in this paper, they all gave highly accurate results for the numerical examples of three 1-D CD equations and an incompressible 2-D flow in a square cavity. 相似文献
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对流扩散方程的变步长摄动有限差分格式 总被引:7,自引:2,他引:5
摄动有限差分(PFD)方法是构造高精度差分格式的一种新方法。变步长摄动有限差分方法是等步长摄动有限差分方法的发展和推广。对需要局部加密网格的计算问题,变步长PFD格式不需要对自变量进行数学变换,且和等步长PFD格式一样,具有如下的共同特点:从变步长一阶迎风格式出发,通过把非微商项(对流系数和源项)作变步长摄动展开,展开幂级数系数通过消去摄动格式修正微分方程的截断误差项求出,由此获得高精度变步长PFD格式。该格式在一、二和三维情况下分别仅使用三、五和七个基点,且具有迎风性。文中利用变步长PFD格式对对流扩散反应模型方程,变系数方程及Burgers方程等进行了数值模拟,并与一阶迎风和二阶中心格式及其问题的精确解作了比较。数值试验表明,与一阶迎风和二阶中心格式相比,变步长PFD格式具有精度高,稳定性与收敛性好的特点。变步长PFD格式与等步长PFD格式相比,变步长PFD解在薄边界层型区域的分辨率得到了明显的提高。 相似文献
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本文用一种有限元-有限差分混合法解不可压非定常Navier-Stokes方程来模拟非定常绕流。在同一时间步的不同计算步中,用三阶迎风差分格式离散动量方程中的对流项,压力修正方程用有限元离散,离散后的方程用直接法求解。本文给出了雷诺数(Re)为1200时的圆柱绕流结果。模拟了突然起动过程中对称主涡和二次涡的发展过程,以及柱后涡街的发展过程中主涡和二次涡的形成、合并、脱落过程。 相似文献
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NUMERICAL SIMULATION OF FLOW-INDUCED VIBRATION ON TWO CIRCULAR CYLINDERS IN TANDEM ARRANGEMENT 总被引:3,自引:3,他引:0
DENG Jian REN An-lu CHEN Wen-qu 《水动力学研究与进展(B辑)》2005,17(6):660-666
Flow-induced vibration of two circular cylinders in tandem arrangement elastically mounted with a massspring-damping system was studied by solving the primitive variable Navier Stokes equations incorporating the Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) method. The convection term and dissipation term were discretized using the third-order upwind compact scheme and the fourth-order central compact scheme, respectively. The typical spacing between the cylinders is 4 diameters, which is close to the critical value. The dynamic response of the vibrations on two cylinders with two-degreeof-freedom motion is different from that of an isolated cylin der, and also different from that of a cylinder vibrating in the wake of a fixed upstream one. Different flow patterns were found in the wake, and proved to be relevant to the discontinuities observed in the response of the oscillatory cylinders. 相似文献
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MENG Jian CAO Zhi-xian CARLING Paul A. 《水动力学研究与进展(B辑)》2006,18(4):379-386
1. INTRODUCTION Over the years refined numerical modelling of river flows has been of increasing concern not only for flood management but for environmental and ecosystem considerations. Built upon the traditional St-Venant equations, one-dimensional mode… 相似文献