影剧院观众厅上送下回气流分布形式的数值模拟研究

采用计算流体动力学(CFD)方法,研究了上送下回的气流组织方案下某影剧院观众厅的室内热环境.选用了零方程湍流模型进行数值模拟,首先验证零方程模型应用于高大空间气流组织模拟的准确性,再对比分别采用零方程模型与标准k-ε方程模型进行数值计算的收敛时间,得出零方程模型工程效率更高的结论,然后采用零方程模型,分别对原气流组织方案和改进方案进行数值模拟,计算得出两种方案的温度场和速度场云图并进行对比.分析得出,气流组织方案改进后,送风口使用散流器,回风口布置在观众厅后部,室内温度场和速度场得到明显改善.同时,研究也表明,用CFD技术分析影剧院观众厅的气流分布并提出优化方案是一种节约时间、人力和物力的高效手段.     

基于新的描述湍流耗散方程的k-ζ两方程湍流模型的数值算法研究

对Navier-Stokes方程进行雷诺平均后出现的各关联项建模,通过新的描述湍流脉动耗散的变量构造耗散方程,建立是k-ζ两方程湍流模型,研究了k-ζ两方程湍流模型的数值求解方法.通过求解有限体积法离散的RANS流动控制方程,数值模拟了平板,翼型,机翼等不同湍流流场,并与理论解、实验值及SST k-ω模型进行比较,全面考察了k-ζ两方程湍流模型在湍流流场计算中的准确性及适用性.数值计算表明,通过建立新的耗散方程研究湍流的方法是可行的,目前的k-ζ两方程湍流模型具有良好的数值稳定性,并且计算结果要优于或者至少与传统的两方程模型精度相当.     

一种EASM k-ω两方程湍流模型的应用研究

显式代数应力(EASM)模型是一种比线性涡粘模型(LEVM)更高级的非线性构成模型.这类构成模型用平均速度梯度、平均应变率和旋转应变率张量,给出了更高级的湍流剪应力表达式.通过把EASM构成模型和k-ω两方程模型耦合到一起,可得到一种更高级的EASM k-ω两方程湍流模型.采用这种非线性的构成模型后,可以极大地拓展湍流模型的应用范围,提高数值计算精度.在求解湍流流场时,Navier-Stokes(N-S)方程和EASM k-ω两方程湍流模型的控制方程采用非耦合方法求解,通过对平板、RAE 2822超临界翼型、ONERA M6机翼等标准算例的计算,验证了此种湍流模型对湍流流场的预测能力,数值计算结果与理论分析或实验值吻合良好.     

不同湍流模型在小尺寸换热器CFD计算中的应用与比较

为了研究不同湍流模型在换热器流场和传热计算中的适用性,运用计算流体力学软件对粘性流场中小尺寸换热器性能进行了计算研究.分别采用Spalart-Allmaras湍流模型、标准模型k-ε和可实现k-ε方程模型模拟了换热器在不同质量流率下的出口温度、总换热量、壳程压降等有关参数.由3种湍流模型的CFD计算结果与Bell-Delaware理论计算值的对比得出:Spalart-Allmaras单方程湍流模型对换热器性能的数值计算存在明显的缺陷,表明该模型不适合于模拟计算换热器壳程的流动;标准k-ε湍流模型和可实现k-ε湍流模型下的CFD分析相对于SpalartAllmaras单方程湍流模型有所改进,但这种改进仍然没有抛弃物质粘性零影响的假设的基础,因此其对湍流精度的改进是有限的;可实现k-ε湍流方程模型下的CFD计算值与Bell-Delaware理论值最为接近,可实现k-ε湍流方程模型对于小尺寸的换热器仿真具有较其他两种模型更强的数值模拟能力.     

一种EASM κ—ω两方程湍流模型的应用研究

显式代数应力(EASM)模型是一种比线性涡粘模型(LEVM)更高级的非线性构成模型。这类构成模型用平均速度梯度、平均应变率和旋转应变率张量，给出了更高级的湍流剪应力表达式。通过把EASM构成模型和κ-ω两方程模型耦合到一起，可得到一种更高级的EASMκ-ω两方程湍流模型。采用这种非线性的构成模型后，可以极大地拓展湍流模型的应用范围，提高数值计算精度。在求解湍流流场时，Navier-Stokes(N—S)方程和EASMκ-ω两方程湍流模型的控制方程采用非耦合方法求解，通过对平板、RAE2822超临界翼型、ONERA M6机翼等标准算例的计算，验证了此种湍流模型对湍流流场的预测能力，数值计算结果与理论分析或实验值吻合良好。     

用非线性三方程模型计算内燃机缸内湍流流动

内燃机整个工作循环中 ,其缸内流体始终进行着极其复杂而又强烈瞬变的湍流运动 ,正确地模拟和分析内燃机的燃烧和排放 ,离不开对缸内湍流运动的正确描述和模拟。把一个非线性三方程k -ε -A2 .湍流模型修正后应用于内燃机缸内湍流计算 ,此模型采用了雷诺应力张量和应变张量的三阶相关关系 ,表示雷诺应力张量和应变张量相关关系方程式中出现的雷诺应力第二不变量A2 是通过求解其输运方程得到的 ,计算采用任意拉格朗日欧拉法。用此模型对几种内燃机内的缸内流场进行计算 ,给出了用非线性三方程模型计算得到的结果 ,并与标准的k -ε模型算得的结果和实验结果进行了比较 ,结果表明 ,此模型适合于计算内燃机缸内湍流流动     

椭球体有攻角绕流对称面上三维湍流边界层的数值计算

本文应用零方程模型和二方程模型计算了椭球体有攻角绕流对称面上的三维湍流边界层.对k-ε二方程模型的外边界条件的形式进行了分析和归纳,给出了确定准则.对过渡区的处理进行了较为详细的讨论.计算中也探讨了来流攻角、来流速度以及椭球体几何形状对流动的影响,计算结果与实验数据吻合良好.     

零方程湍流模型用于城市微气候的模拟研究

室外微气候环境对城镇人居环境和建筑能耗有重要影响,数值模拟技术作为快速的预测方法能有效评价社区规划的优劣。文章选用风洞实验数据对湍流涡粘度表达式进行优化,提出新的零方程湍流模型(ZeroEQ),并与两方程湍流模型(MMK)、大涡模拟(LES)和风洞实验数据进行对比分析;通过对寿安新城区零方程湍流模型的应用分析,探讨该模型应用于实际工程项目的可行性。结果表明:在同等计算机配置下,Zero-EQ模型比MMK模型快60%,是LES模型计算所需时间的1/15,能有效地预测不规则建筑群的流场分布;通过分析不同地形区域的风热环境特点,Zero-EQ模型可快速预测城镇微气候环境,为城区规划设计提供合理建议。     

燃烧室构形对内燃机缸内湍流特性的影响

内燃机缸内流动是极其复杂的三维湍流流动,其流动具有强压缩性、强旋转和各向导性的特点。模拟和分析内燃机的燃烧和排放,离不开对缸内湍流运动的正确描述和模拟。为了考察非线性三方程模型对内燃机缸内湍流特性的预测能力,用修正的非线性三方程模型对平顶活塞燃烧室内流动进行了计算,计算采用任意拉格朗日欧拉法,结果表明非线性三方程模型在定量和定性上较之k-ε模型有较大的改进,此模型适合于计算内燃机缸内湍流流动。为了考察燃烧室几何构形对内燃机缸内湍流特性的影响,用修正的非线性三方程模型对不同结构燃烧室缸内流动进行计算,给出了用非线性三方程模型计算得到的结果,结果表明内燃机燃烧室几何形状对缸内湍流特性有很大的影响。     

一种固体火箭发动机燃烧室内流场的仿真研究

给出了一种基于小火舌模型的固体火箭发动机燃烧室内复杂压缩流场中湍流扩散的数值仿真方法.该方法将κ-ε两方程湍流模型与扩展层流小火舌模型和并在一起对火焰进行数学描述,使用聚丁二烯AP/HTPB推进剂的8组份3反应式模型描述了湍流与非平衡化学反应之间的耦合.计算结果表明:燃烧室内漩涡运动呈现出一定的时间与空间分布,轴向加质导致燃烧室截面上流场轴向速度分布的不均衡.     

随机微分方程在人参种植经济分析中的应用

针对人参市场价格经常变化的情况,将最优概率控制模型引入人参可持续生产的最低销售价的预测研究中.通过分析发现人参生长速度越慢其成本越高,且市场价格对人参采参年龄起很大作用:市场人参价格增幅大,最优采参年龄变小;市场价格越低,最优采参年龄越大,一直到停止种植.     

油水井瞬态流入动态关系曲线研究

基于质量守恒原理 ,建立了油水两相地层瞬态渗流的数学模型。通过定义油水两相拟压力函数 ,将渗流数学模型线性化 ,在获得数学模型解后 ,推导出在地层中为油水两相渗流的油水同产井的产能方程 ,从而建立了油水同产井瞬态流入动态关系曲线的理论 ,由此 ,可以作出油水同产井的瞬态流入动态关系曲线 ,为油水同产井的动态分析提供了理论基础     

隐函数存在性的一个判别法

本文给出了二元方程Ｆ（ｘ,ｙ）＝０（函数Ｆ（ｘ,ｙ）在以点Ｐ（ｘ０,ｙ０）为内点的某一区域Ｄ内连续,偏导数Ｆｘ（ｘ,ｙ）与Ｆｙ（ｘ,ｙ）在Ｄ内存在且连续,并且Ｆ（ｘ０,ｙ０）≠０,而Ｆｘ（ｘ０,ｙ０）＝０时隐函数ｘ＝φ（ｙ）存在的一种判定方法。     

一类Duffing方程的双频振动

讨论了一类带有扰动项的Ｄｕｆｆｉｎｇ方程ｘ＋ｘ一ｘ３＝ε［δ＋ｘｃｏｓｔ）ｘ＋βｓｉｎｔ］其中δ，β是参数，０＜ε＜＜１，并给出了产生双频共振的参数范围。     

深海采矿水力提升运动方程研究

通过对微元控制体的受力分析,利用连续性方程、动量定律、质量守恒定律,推导出变密度、变浓度、变压力的锰结核液固两相流的连续方程、运动方程;通过量纲分析,导出了深海采矿水力提升锰结核颗粒的微分方程以及海水载体的运动微分方程．     

方程a~x-b~y=(2p~s)~z和Hugh Edgar问题

对于Diophantine方程(1)a~x-b~y=(2p~s)~z,这里P是奇素数,s是非负整数。在(a,b)≡(5,3),(3,5),(±3,7),(7,±3)(mod8)和p不整除ab时,本文给出了(1)的全部非负整数解,其中z≥3。这些结果包含了前人的工作,并指出了Toyoizumi关于方程a~x-b~y=(2p)~z的结果是错误的。同时,本文还部分地解决了Hugh Edgar问题。     

管道内液固浆液输送的数值模拟

为了对管道内液固浆液输送的流动形态进行研究，建立了以颗粒动力学为基础的Euler Euler双
流体模型.在浆液流速大于临界沉积速度的情况下，模拟了不同浆液入口速度时的管道压力降，同时对管
道内浆液输送液固两相流进行了研究：当轴向位置与管径之比大于50时，管道内浆液流动处于充分发展
状态.此外还分析了在不同浆液速度下管道内液固两相的空间分布和浆液流动形态：在水平方向液相速度
分布和固体颗粒相速度分布呈对称状态；垂直方向液相速度分布和固体颗粒相速度分布由于重力影响，
不再呈对称状态.固体颗粒相速度分布与液相速度基本相同，两者之间的滑移速度很小，可以忽略.计算
结果与实验值的比较表明，所建模型能有效地描述管道压力降和管道内浆液流动形态.     

不同相空间维数下的两相湍流PDF模型

该文使用统计物理学中概率流体理论来考察现有两相湍流PDF模型，发现各种PDF模型仅是概率流体相空间降维过程中的不同阶段的PDF输运方程。通过降维过程的演化，指出了推导两相湍流两阶矩模型时存在两种不同的封闭问题：降维封闭和高阶矩封闭，指出了降维封闭与流体颗粒运动方程无关，并描述了现有的封闭方法。     

四连杆打纬机构牵手栓运动再探

本文运用解析法,分析了织机的实际前后止点,牵手栓的实际位移曲线、速度、加速度方程和直线位移方程,同时将相对轴向位移变形为实际位移,并介绍了位移方程在织造工艺设计中的应用.     

二维带形无界区域中Navier-Stokes方程的指数吸引子

该文讨论二维带形无界区域中 Navier- Stokes方程　ut-γΔu u( .u) =f　 (x,t)∈Ω× R (1 )divu =0 (2 ) u(x,t)∈ H10 (Ω ) t>0 (3) u(x,0 ) =u(x)∈ H∩ H0 ,γ (4)　　其中Ω =(0 ,d)× R,d >0为一常数 ,u为未知量 ,u =(u1,u2 )为速度场 ,我们证明问题 (1 )～ (4)在 H中存在指数吸引子。