Oldroyd-B流体的解耦有限元算法

建立了求解稳态Oldroyd-B流体模型的有限元算法.为了降低该流体模型的耦合性和有限元方程的求解规模,考虑将Oldroyd-B流体模型解耦为Stokes方程和本构方程.对于Stokes问题,使用加权最小二乘有限元方法求解;而对于含有对流项的本构方程,则采用具有较好数值稳定性的流线迎风Petrov-Galerkin(SUPG)方法求解.针对本构方程的非线性特点,利用迭代算法将其进行线性化处理.分析了解耦有限元解的先验误差估计.通过粘弹性Oldroyd-B流体在管道内的流动问题,验证了算法的有效性和收敛性.     

方形粒子在Oldroyd-B流体中的沉降特性

为研究方形粒子在黏弹性流体中的沉降特性，应用基于分布式拉格朗日乘子的虚拟区域方法对方形粒子在Oldroyd B流体中的沉降运动进行了数值模拟.通过模拟得到了不同长宽比粒子的沉降轨迹、取向角和沉降速度的变化情况，并讨论了不同形状粒子的沉降特性.当方形粒子在Oldroyd B流体中沉降时，粒子的平衡取向为长边与重力方向平行，平衡位置为方槽的中心线.粒子的长宽比对沉降过程的影响较大，长宽比大的粒子在沉降过程中具有较大的横向漂移和沉降速度.当水力直径相同时，圆形粒子具有最大的沉降速度，而正方形粒子的沉降速度最小.     

JS流体稳态模型的多解结构和数值模拟

Johnson-Segaiman(JS)模型的定常解(又称稳态解)代表流体的稳态流动.本文首先讨论稳态模型的多解结构和定常解的准确表达公式,给出了判定JS模型存在三个不同定常解在(ε,T)参数平面上的充分必要条件.其次,采用Crank-Nicolson格式对JS模型进行数值模拟.     

一维明渠非定常流数值计算稳定性分析

通过分析明渠非定常流物理现象对差分格式稳定性的具体要求,提出通过非定常流微分方程组的无量纲形式建立差分格式的稳定性判别公式的方法。并通过对Lax格式的稳定性分析,得到含佛汝德数Fr和斯托罗哈数St的稳定性判别条件。并通过理论分析和数值计算验证了该条件的正确。从而证明通过圣·维南方程组的无量纲形式建立差分格式的稳定性条件是切实可行的且更精确的方法。     

方形截面弯管中的Oldroyd-B流体流动

为了优化工业中非牛顿流体的流动,应用Galerkin方法来研究Oldroyd-B流体在方形截面管道中的充分发展流动. 结果包括了Weissenberg数和Reynolds数对于粘弹流体流动的二次流、轴向速度以及法向应力差的影响. 计算结果表明,由于上随体导数项的存在,Weissenberg数的增大会使得主流速度变小,而对二次流的影响不大. 弹性力的作用不仅使得第一法向应力差的绝对值变大,而且会在外壁产生出一个负值区域. Weissenberg数的增大同样会使得第二法向应力差变大,并使其分布更为均匀.     

多孔管流体流动数值模拟

分支流技术具有广泛的工程应用背景和理论价值.给出了多孔管变系数变质量动量方程数值解的新解法,并用MATLAB算法语言编写了计算机程序.变系数变质量动量方程的解是多孔管的结构尺寸参数E和流动参数Reo的函数.因此,数值模拟结果可以用来指导优化分布器结构设计,模拟操作工况,对在役分布器进行校核,确定最佳运行方案.     

步长和差分格式对一维非稳态导热数值计算的影响

以一个一维非稳态导热问题为例，研究了不同的步长和差分格式对计算结果的影响。研究表明：空间步长不能选得过大，否则会使得网格数较少，计算误差增加；空间步长一定时，计算结果随傅立叶数变化而波动，且波动幅度因空间步长的增加而加剧；空间步长大时，从显式格式、Crank-Nicolson格式到全隐格式的计算精确度逐渐变差。另外，显式格式计算结果的合理性较强依赖于傅立叶数的取值；Crank-Nicolson格式只在空间步长较大时，才显示出这种依赖性；而全隐格式没有此类问题。     

发展方程差分格式的非线性计算稳定性问题

非线性计算稳定性是计算数学、计算物理、计算气象等学科中的一个重要问题。讨论非定常运动的两类典型非线性发展方程（双曲型守恒系统和耗散系统）数值格式的计算稳定性,给出一种判定差分格式计算稳定性的新方法。数值试验证明该方法是实用的和有效的,得到的判据的确是保证差分格式计算稳定的必要条件;指出非线性计算不稳定与原始微分方程解的性质密切有关,同时还和具体格式结构及初值形式有关。     

基于预处理方法的流动数值分析

以预处理方法为基础,采用了有限体积法,并将高精度高分辨率迎风格式与隐式时间推进法LU－SGS格式结合,对低速到超音速范围内的流动进行数值分析。为了提高AUSMPW^＋格式的计算精度,采用了三阶MUSCL格式,为了验证本方法对低速到超音速范围内的无粘和粘性流动的数值分析效果,对几个典型算例进行了数值试验。本的数值结果与献计算结果和实验数据基本一致,表明本方法可以有效地对低速到超音速范围内的流动进行数值分析。     

锥形体电阻数值计算中边界条件的处理

讨论了用微分方程数值解法计算锥体电阻时,不适当的侧面边界条件差分格式所引入的附加误差问题,通过对不同差分格式的理论分析及实际计算效果对比发现,在侧面边界上,如忽略轴对称疰一维问题与二维问题的差异,则所用边界条件的差分格式会引入明显的附加误差。     

几种迎风差分格式的稳定性分析

本文针对文献[1]中提出的二阶改进迎风差分格式及方程组情形的迎风差分格式给出稳定条件,并提出一种计算简便、稳定性较显格式更好的隐-显差分格式.     

随机微分方程2种数值方法的稳定性分析

给出了求解随机微分方程的2种数值方法：有限差分法和向后Milstein法，基于随机微分方程的试验方程分析讨论了2种数值方法的均方稳定性和A。稳定性．得到了相应的稳定性条件和稳定域．最后应用MatLab进行模拟演示，模拟演示结果表明，有限差分法和向后Milstein法都全局一阶强收敛于随机微分方程的求解过程，并且验证了均方稳定理论的正确性．     

非牛顿流体圆模型弹流的数值计算

用Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ法法对等温线接触非牛顿体圆模型进行了弹流数值计算，讨论了载荷、滑滚比等因素对压力分析、油膜形状及剪应力的影响；比较了牛顿体和非牛顿体圆模型的计算结果，得出了两者的适用条件。     

旋风分离器流场的数值计算方法研究

利用计算流体力学软件FLUENT,分别采用k-ε标准模型、RNGk-ε模型和RSM模型湍流模型及不同离散方式对旋风分离器的流场进行了数值模拟研究.通过模拟结果与前人实测结果的对比,确定出了适合旋风分离器的数值计算方法.结果表明:湍流模型采用各向异性的RSM模型,离散方式采用对流项的QUICK格式和压力梯度项的PRESTO格式,才能获得合理的流场模拟结果.该结论为旋风分离器流场的数值模拟及进一步的结构优化设计提供了参考依据.     

第二心音的数学模型和数值计算

利用特征线法对第二心音的一维数学模型进行了数值计算,计算结果与Stein的计算结果吻合良好,并且提出了第二心音的二维轴对称物理模型.利用SIMPLE法直接求解非定常轴对称Navier-stokes方程,得到了主动脉管内血液流动的二维速度场和压力场,以及心音的频幅特性,对诊断疾病的听诊观察手段提供了定性的指导作用.     

Numerical Simulations of Structural Deformation and Fluid Flow in Xiangshan Deposit

1 Introduction In the last few years, with the rapid development of structural geology, especially the lithosphere dy- namics as well as the study of continental structural deformation, modern structural theory has penetrated through metallogeny, and so a new point of view of dynamic mineralization and some new cross-subjects and investigation fields have gradually been formed, such as tectonometallogeny, metallogenesis, which intensifies the relation between structural geology and metallogeny.…     

环形截面柱形管中粘性流体的研究(续)(英文)

本文对环形截面柱形管中粘性流体的稳流和非平稳流进行了研究,得到了速度和粘性应力分布的规律,并且提出了能量损失的计算方法.通过Nave-Stocks方程式和用Weber函数对它们积分,对非平稳流进行了研究.通过建立数学模型,得到在一般边界条件下的封闭解.当流体处于静止状态并且在t=0时,压力系数变化率在流体上产生作用,在通解的基础上得到对非平稳流的解.同时获得瞬时和平均速度、动能和能量损失的变化规律.通过数值计算,对瞬时和平均速度,动能和动能损失系数变化量,以及由于粘性应力而造成的一般能量损失实验结果图进行了绘制.