一维热扩散方程的格子Boltzmann方法分析

针对一维热扩散方程的数学特点,建立了热扩散方程离散速度模型,构造了其平衡态分布函数,采用Chapman-Enskog展开和多尺度技术,构建了用于求解一维热扩散方程的D1Q3模型,进行了验证性数值实验。实验结果表明,模型的数值解与文献的解析解吻合良好,其两者的误差随网格细化而大幅度减小,从而说明了本文构建的格子Boltzmann模型可用于求解一维热扩散方程。     

MPI环境下气固两相流动的并行计算

采用Fortran语言自行开发的程序,在非正交贴体坐标系下,采用k-ε-Ap模型.模型的两相湍流模型对一新型燃烧器一次风喷嘴及弯头组件内的气固两相流动进行了数值模拟.在求解过程中,将整个几何区域分解成若干相对简单的子区域,然后分别在各子域上采用SIMPLEC算法对控制方程组进行离散多机并行求解.最后本文分析了计算机集群在数值求解复杂流动问题方面的实用性以及实际所能达到的计算效率.     

电加热沼气池试验研究和Fluent数值模拟

为了寻找合适的研究太阳能加热沼气池系统的数值方法,为太阳能集热器的选择提供依据,作为基础性研究工作,建立了电加热沼气池实验台,并利用Fluent软件对系统内的换热过程进行了数值模拟。在数值模拟之前,通过计算热量平衡来分析试验数据并对有偏差的数据予以修正,然后采用修正的试验数据,编写UDF表征动态边界条件,通过瑞利数的判断选用标准湍流模型,数值求解系统的非稳态过程。数值模拟结果:模拟过程基本反映了试验情况,模拟数据与试验数据吻合良好,二者误差在1%以内。该数值模拟分析准确,方法可靠。     

控制容积平衡法在一维、稳态且含内热源导热微分方程中的应用

首先采用区域离散方法A和区域离散方法B分别划分计算网格节点,然后采用控制容积平衡法对某一维、稳态且含内热源导热微分方程进行了数值求解,并与其解析解（精确解）进行了比较.计算结果表明：控制容积平衡法物理意义明确,数值求解精度高,且随网格划分节点数的增加计算精度进一步提高;对于这两种网格划分方法,其网格节点处的离散方程推导均简单明了,且都具有统一的形式,因此对计算节点数增加的情况具有很大的适应性,有利于计算机编程实现.     

槽式抛物面太阳能聚焦集热器的理论研究

建立了槽式抛物面太阳能聚焦集热器(PTC)的一维、非稳态传热模型,给出了沿轴线的光强分布公式,对PTC的热性能进行了数值模拟,并与实验结果进行了比较,模拟结果与实验结果的误差在4.6%以内,两者吻合较好,验证了模型的合理性.对采用不同形式集热器的太阳能双效吸收式制冷系统的性能进行了分析对比,结果显示,采用PTC的太阳能吸收式制冷系统具有最佳的系统性能.     

滑动轴承非线性油膜力模型的对比分析

在转子-轴承系统的非线性动力学分析和设计中,滑动轴承的非线性油膜力模型的选取,将直接影响到非线性动力学分析结果的准确程度.为了搞清选取的非线性油膜力模型的计算结果与直接采有有限差分数值法解Reynolds方程的计算结果究竟有多大差别,对无限短轴承模型、无限长轴承模型、非稳态短轴承模型、基于Poincare变换的滑动轴承非线性油膜力数据库模型与直接采用有限差分数值法解Reynolds方程的计算结果进行了对比分析.通过对比分析表明:这些模型与有限差分数值法解Reynolds方程的计算结果在不同长径比下均存在不同程度的误差.这为进行转子-轴承系统的非线性动力学分析时选取恰当的油膜力模型提供了理论指导.     

凝汽器动态过程中的传热量计算

就凝汽器的动态过程提出一种新的传热量计算式，该式考虑了动态过程与稳态过程的差别，在理论上不存在稳定值误差。凝汽器集总参数模型采用该式后能去除以往传热计算式产生的不合理现象，能增强模型的数值计算稳定性，并在模型的精度方面也有所改善。     

Fluent数值模拟重力坝坝基渗流场的准确性分析

为探明程序中多孔介质模型求解重力坝坝基渗流场问题的准确性,采用基于有限体积法的Fluent 数值模拟程序求解坝基渗流场,以半无限深简单地下轮廓线的二维稳定有压渗流场为例,不考虑多物理 场耦合时,基于渗流理论,采用理论求解法计算渗流场各测点表征量的精确解,并与Fluent后处理程序 输出的相应测点同一表征量的数值模拟结果进行了比较。结果表明,基于有限体积法的数值模拟结果与 理论解相比误差在3%以内,可满足工程精度要求。     

碳化硅泡沫陶瓷空气吸热器的动态仿真研究

在Modelica语言和Dymola软件平台的基础上,建立塔式太阳能热发电系统中碳化硅泡沫陶瓷空气吸热器的一维非稳态仿真模型。仿真模型中采用体积对流换热系数和Rosseland辐射传递方程描述对流换热和辐射传热过程,空气热物性参数随温度和压力变化。该模型的仿真结果正确性得到空气吸热器实验平台的实测验证,可用于以碳化硅泡沫陶瓷为吸热体的空气吸热器动态特性预测。     

自然通风条件下建筑围护结构及室内空气的温度计算

建立太阳照射和自然通风条件下建筑与室内、外环境的空气平衡方程与热平衡方程,以及沿围护结构厚度的非稳态一维导热方程,求解得到建筑围护结构和室内空气的温度。选取广州夏季某一天的气象参数,计算围护材料分别采用钢筋混凝土、灰砂砖砌体、浮石混凝土、橡木和平板玻璃情况下,从7时至19时一单室建筑围护结构及室内空气的温度。