低沸点气体液膜沿倾斜加热平板流动的稳定性

为了研究低沸点气体液膜沿倾斜加热平板流动的稳定性,首先建立低沸点气体液膜沿倾斜加热平板流动的物理模型并抽象出相应的定解问题;其次,用无量纲分析方法和线性稳定性分析方法得到小扰动振幅的Orr-Sommerfeld方程(简称O-S方程);然后,利用摄动法对O-S方程进行求解,得到低沸点气体液膜沿倾斜加热平板流动的稳定性判据及新的临界雷诺数;最后,以低沸点液氮液膜为例分析了各参数对稳定性的影响。结果表明:平板倾斜角、雷诺数、平板与液膜间的温差以及物性参数的减小都使得液膜流动稳定性增强,而波数的减小将使得流动稳定性下降。     

Y型分叉冠状动脉血管中血液流动对血栓形成的影响

为研究Y型分叉血管中血液流动对血栓形成的影响,根据黏性流体稳定流动的Navier-Stokes方程,建立了冠状动脉分叉血管中血液流动的数学模型,并采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)的方法,数值模拟了不同Y型分叉冠状动脉血管中血液流动情况,并考虑了分叉角度、血液黏度、入口血流初始速度对血流速度场、壁面剪应力、壁面压强的影响.结果表明:分叉角度越小成栓可能性越大,存在最易成栓的血流速度,但血液黏度对血柱形成的影响不大.     

人体心血管系统中两相流动的数值模拟

本文用液体——颗粒两相流动的方程来描述心血管系统中的血液流动、对导出的二维两相流动基本方程用 SIMPLE 及 IPSA 算法进行了离散求解,算例的结果显示:两相系统的描述方法确实能对红细胞的一些运动特性给出恰当的解释,具有单相流动法不可比拟的优点。     

分叉动脉内局部栓塞对非牛顿血流特性的影响

依据血液流动黏性不可压缩Navier-Stokes方程,建立了具有局部栓塞的分叉动脉有限元模型,模拟了栓塞率为0.25,0.5和0.75时分叉动脉内非牛顿血液的流场分布。在不同栓塞率下,研究了血液流速、血管壁面切应力和壁面压力对非牛顿血液流场分布的影响。结果表明,栓塞率较小时,分叉动脉内血液流动分离小,动脉栓塞对血流分布的影响较小;随着栓塞率增大,分叉动脉的分支处和栓塞处血液流动不稳定增强,分支左侧(Ⅰ)和栓塞后侧(Ⅱ)附近的血流停滞区面积逐渐增大,该处血管壁面切应力与壁面压力变化量急剧增大,血管内皮细胞易疲劳损伤,从而促进动脉粥样硬化的形成。数值模拟结果与临床病例分析一致,研究结果为临床上预防与治疗动脉粥样硬化疾病提供参考。 更多还原     

非线性波在动脉内传播的数值研究

伍时桂和李兆治所建设的非线性波传播方程组是做了某些数学简化和变换。无条件稳定的三时间层加权隐式差分方法和SIMPLE方法,分别用来求解动脉壁的运动方程和血液流动方程,得到了包括血液的压力、速度和流量以及动脉壁的位移和速度等非线性脉搏波传播的完全数值解。     

铸件充型过程数学模型的离散

根据金属液流动遵循的物理规律，通过分析反映物理现象的基本方程，建立了铸件充型流动的数学模型．在保证计算精度和稳定性的前提下，利用有限差分法对基本方程进行了离散化，得到了数学模型的差分格式．为进一步的数值计算奠定了基础．     

非线性波在动脉内传播的理论

提出了一个新的非线性脉搏波在动脉内传播的理论模型,推导了一个新的血管壁一外周组织系统的非线性运动方程组。这组运动方程与代表血液流动的粘性不可压缩运动的方程、连续方程以及流体和血管壁本构方程相结合,可用数值方法求解非线性脉搏波在动脉内的传播。其数值解包含压力脉搏波、血流速度波和血流量波以及血管壁的波动和变形等。     

动脉狭窄时血液流动的一个数学模型

提出了在有狭窄的动脉中血液流动的一个数学模型。血管壁是弹性可变形的。由流动的基本方程 ,经过坐标变换 ,引入管壁与血流之间的耦合 ,并根据管壁与血流的运动特点对解进行拟合表达 ,最后得出了描述系统的一组二阶非线性常微分方程     

非线性脉搏波在具有外周组织的动脉内传播的理论模型

本文提出了一个新的非线性脉搏波在动脉内传播的理论模型,推导了一个新的血管一外周组织系统的非线性运动方程组,在其中仅含血管壁和流体的应力以及血管的非线性几何。这组运动方程与代表血液流动的Navier-Stokes方程和连续性方程以及流体和血管壁本构方程相结合,可用数值方法来求解非线性脉搏波在动脉内的传播。     

可逆水泵水轮机内部流场计算与稳定性分析

要优化水泵水轮机转轮设计,应了解包括转轮在内的水泵水轮机全流道的流动特性。提出了按水泵给定流道参数和转数,从水轮机方向计算叶型的全三维逆向设计方法。采用三维不可压紊流的连续方程与动量方程和紊动能与耗散率方程对内部流场进行研究计算。选用高水头可逆式水泵水轮机进行了全流道双向三维湍流数值模拟与稳定性分析。由于在设计中综合考虑了水泵和水轮机的双向流动特性,设计转轮有较好的效率。     

考虑小扰动稳定约束最优潮流的直接解法

为了将电力系统运行限定在静态稳定临界范围内,在最优潮流（OPF）模型中增加一组小扰动稳定指标作为不等式约束,建立了一种考虑小扰动稳定约束的最优潮流数学模型．以系统矩阵临界特征值的实部作为小扰动稳定指标,构造约束函数,并利用Cayley变换、谱函数理论及牛顿光滑化方法,对小扰动稳定约束进行转换,避免直接计算矩阵特征值,便于应用到大规模非线性系统．通过典型的WSCC3机9节点系统,验证了所提方法的有效性．     

坡面径流对斜坡散粒体稳定性影响的试验分析

坡面径流是松散介质斜坡上颗粒发生搬运滚动的水动力条件。为研究坡面径流对斜坡散粒体颗粒稳定性的影响,开展室内水槽冲刷试验。试验设置3种粒径和4种坡度,通过高清摄像捕获斜坡散粒体受水流冲刷起动过程,获得不同条件下颗粒冲刷起动的临界径流水深h_cr。实验结果表明：在同一粒径条件下,起动水深h_cr随着斜坡坡度的增大而减小;而在同一坡度条件下,起动水深h_cr随着粒径的增大,出现先增大后减小的情况,这主要是由于随着颗粒粒径的增大,坡体的渗透性增强,在水流的渗透作用下,颗粒更容易发生运移造成的。为合理解释实验现象,建立斜坡径流-渗流耦合模型来分析坡面径流条件下颗粒的稳定性变化情况,通过将水流的流速特征与土颗粒的受力起动特性结合起来,给出临界水深h_cr的理论表达式,其主要受颗粒粒径、颗粒比重、孔隙率、坡体渗透率和斜坡坡度等因素共同控制。通过将实验结果与计算结果进一步对比发现,在同一粒径区间内,临界水深h_cr的实测值与理论值均随坡度的增大而减小,而理论值与实测值之间的相对误差随坡度的增大而增大,但其均控制在35%以内,并对产生该误差的原因进行了分析。为修正实测值与计算值之间的误差,应用MATLAB的神经网络模块对数据进行拟合,建立含两个神经网络结构的临界水深h_cr修正公式,精度较高。     

天桥水电站面流界限水深研究

通过天桥水电站除险加固工程水工模型试验,推导出了面流界限水深理论和经验计算公式,并与前期研究成果进行了对比.分析了面流界限水深的影响因素,发现当鼻坎挑角由0°变化到15°,面流界限水深逐渐降低;在护坦加长和下游水流空间性的双重影响下,面流界限水深值增大;降低河床高程或增大坎高,面流发生范围将会扩大.     

可坍陷管位移振荡的稳定性问题

可坍陷管中,当管流速度幅值超过临界速度时,会产生失稳和位移振荡。本文的分析表明,临界速度本身随管流还有一个相应的波动变化,波动周期与来流脉动周期相同,波动的幅度与管流速度的大小和频率的乘积成正相关。临界速度的这种波动变化会改变系统的稳定性。     

网联车混合交通流渐进稳定性解析方法

针对网联车与普通车构成的混合交通流不稳定性问题,提出一种网联车混合交通流渐进稳定性解析方法.基于传递函数理论,应用跟驰模型推导扰动在交通流中传播时的传递函数,并建立不同网联车比例下的混合交通流渐进稳定性解析框架.选取智能驾驶模型(intelligent driver model, IDM)与优化速度模型(optimal velocity model,OVM)分别作为网联车与普通车的跟驰模型,进行混合交通流渐进稳定性案例分析,并进行小扰动下的数值仿真.研究结果表明:所建立的混合交通流渐进稳定性解析框架可计算得到关于网联车比例与平衡态速度的混合交通流稳定域;当平衡态速度大于21.5 m/s时,混合交通流可在任意网联车比例下稳定,当网联车比例大于0.63时,混合交通流可在任意平衡态速度下稳定;混合交通流稳定性数值仿真实验验证了理论解析的正确性.所建立的网联车混合交通流渐进稳定性解析框架适用于不同跟驰模型的选取,能够用于分析真车实验条件下网联车对交通流稳定性的影响.     

非均匀风下流线型箱梁悬索桥静风稳定性分析

大跨度悬索桥结构轻柔,风致响应明显.借助有限元方法,考虑悬索桥的几何非线性和位移荷载非线性,对非均风攻角来流沿主梁对称分布和非对称分布以及非均匀风速来流沿主梁对称分布和非对称分布时悬索桥的非线性静风稳定性展开研究.结果 表明:正攻角来流会降低桥梁的静风失稳临界风速,负攻角来流有利于桥梁抵抗静风失稳,且负攻角来流对桥梁的...     

二维剪切液膜流表面波的线性稳定性特征

当气液界面存在气流剪切作用时,将在不同程度上影响液膜流动的水动力学特征和流动稳定性。基于层流剪切液膜流动的稳态解,分析了切应力对液膜流动状态的影响。采用积分法,建立了沿倾斜壁面下降的二维剪切液膜流表面波扰动演化方程,模型中包含界面切应力、雷诺数、波数和倾角等参数的影响。研究表明:行波和惯性波的波速受均雷诺数和切应力的影响;同向切应力为不稳定性因素,逆向切应力的稳定性影响与雷诺数有关;同向切应力使临界雷诺数减小,逆向切应力使其增大,切应力对临界雷诺数的影响在不同倾角下也有所不同。     

Hydrodynamic behaviour of the lateral flow biological aerated filter

1 INTRODUCTIONLateral flowbiological aeratedfilter(LBAF) isdeveloped in this study to solve the problems oftraditional biological aerated filter (BAF) such asblockage ,frequent backwash and high energy-con-suming[1 5].LBAFis a newtype of aerated biofil-ter in which water flows in lateral direction.It isdifferent fromtraditional BAFin the ways of fill-ing method of filter material[6 8], mixing method ofliquid and gas , and distribution types of waterflow,whichfundamentallyinfluences t…     

基于积分法的热非平衡效应下剪切液膜流的表面波演化模型

当液膜表面同时存在热非平衡效应和切应力作用时,引发液膜流动不稳定的扰动及其影响将更为复杂。基于边界层理论,通过建立气液界面受热非平衡效应和切应力耦合作用的液膜流动的理论模型,采用包含弱非线性项的积分法,推导出热非平衡效应下剪切液膜流的表面波积分演化模型,模型中包括了相变强度、切应力、雷诺数和倾斜角度等不同参数的影响,为分析复杂边界条件下的液膜流的演化特征和稳定性提供了一种可借鉴的理论模型。     

汽轮机调节级临界压比特性

为了实现汽轮机负荷的精确控制,提升自动发电控制(AGC)与一次调频能力,消除功率波动源,提高安全可靠性,通过理论计算准确得到汽轮机调节级的临界压比,研究级临界压比与流量、反动度和速比之间的关系,分析新蒸气参数、机组配气方式、结构尺寸对调节级临界压比的影响.得出调节级中全开阀后的喷嘴组最先达到临界,级临界压比是只与调节级结构尺寸有关的常数,与新蒸气参数、机组配气方式无关.对部分配气方式进行优化,消除不同配气方式之间的流量偏差,将流量误差控制在1%以内.以某600 MW超临界汽轮机为例,通过与流量特性试验、实际运行数据的对比,验证了理论计算和分析的准确性.