考虑二次梯度项影响的三孔双渗模型渗流特征

传统的试井模型与物质平衡方程都是不一致的.在非线性偏微分方程中,根据弱可压缩液体的假设,忽略二次梯度项,在试井较长时间内将产生误差.由于二次梯度项的存在,描述多孔介质微可压缩液体流动的压力分布的偏微分方程是非线性的.本文对三重介质渗流特征系统,保留了非线性偏微分方程中的所有项,没有忽略二次梯度项,建立了由基岩系统、裂缝系统及溶洞系统组成的考虑井筒储集和表皮效应对压力影响的三孔双渗模型.采用一阶向前差分,二阶中心差分的方法获得了此类三重介质模型的差分方程,用解非线性方程组的Newton迭代法求得了方程组的数值解.分别讨论了三重介质的参数变化时的无因次压力的变化规律,做出了典型无因次压力曲线图.     

孔板消减气流脉动的数值模拟及实验研究

添加孔板是一种消减压缩机管道系统内气流脉动有效而简便的方法,尽管在工业生产中已被广泛应用,但是其设计和制作所需的各个参数尚处于靠经验取值的阶段.针对这种情况,首先阐述了孔板消减管道内气流脉动的机理;然后使用流体仿真计算软件Fluent建立了管道内气体的二维非稳定流动模型,计算了孔板对管道内气流的压力脉动的影响;并在数值模拟的基础上,搭建了往复式压缩机管道系统实验平台,在进气管线研究了孔板对气流脉动的消减作用.通过数值模拟和实验研究分析了孔板孔径比对气流脉动的影响,并指出选用恰当孔径比的孔板不仅能有效降低主管线和缓冲器至孔板段管线的压力脉动幅度而且对压缩机进口段管线内压力脉动同样具有良好的消减效果.     

各向异性介质中弹性波的数值模拟

提出了一种非均匀各向异性介质中弹性波传播的数值模拟算法.该方法可以灵活地运用于具有任意地表形状、内部孔洞、固液边界和不规则内部交界面的介质情况,另外,该方法自然满足复杂几何边界的自由表面条件.这种基于三角形和四边形离散网格的算法使用的是围绕每个节点的积分平衡方程,而不是其它有限差分法中使用的各个节点满足的弹性动力学的微分方程.该文工作是非均匀各向同性介质中弹性波传播格子法研究的继续.除了研究各向异性介质中波的传播以外,还给出了一种能够省时的四边形网格的格子法.     

煤层气三孔双渗流动模型及压力分析

通过对美国Antrim页岩气藏及一些别的低阶煤层的研究表明,在基质颗粒中也有相当一部分自由气存在。本文建立了低阶煤层中单相煤层气三孔双渗流动的试井模型,并获得了模型在拉氏空间上的解析解以及模型的数值解,讨论了储层外边界条件、弹性储容比、窜流系数以及吸附系数等参数对于压力动态响应的影响。结果表明：外边界条件决定着早期过渡段出现的早晚;窜流系数和弹性储容比影响窜流阶段出现的早晚;而吸附系数对晚期过渡段影响明显。     

孔板消减气流脉动的数值模拟

为了研究超高压压缩机管道单独使用孔板能否取得理想的脉动消减效果的问题,阐明了孔板配合缓冲器消减脉动的原理;采用数值模拟软件FLUENT建立了超高压乙烯压缩机出口管道二维非定常流动模型;分别计算了孔板在不同孔径比情况下的脉动状况,并与不加孔板时的情况进行了对比。通过数值模拟表明：单独添加适当尺寸的孔板能起到一定的脉动消减效果,且此效果随孔径比减小而逐渐增强;当孔径比为0.4时,可将压力不均匀度降低至原来的50%左右;当孔径比为0.3时,最多可将压力不均匀度降低至原来的38%。此外,应该注意孔板的阻力作用,并综合考虑后续工艺条件等因素,以取得最佳的综合效益。     

聚能射流三维数值模拟

研究三维多介质界面处理及数值模拟问题。采用拉格朗日法、欧拉法相结合的方法在矩形网格上离散差分基本方程组;在欧拉步中引入模糊方法处理界面,计算各输运量;编写了数值模拟程序,并对线型装药金属罩聚能射流模型进行模拟。证明模糊界面描述和模糊输运计算有效、可行。     

沟槽深孔微差爆破的工程实践和数值模拟

以工程实践和动力有限元程序分析沟槽深孔微差爆破问题。探讨了沟槽内岩块的运动规律,以及深孔微差爆破的作用机理。结果表明,基于工程实践的数值模拟,能较客观地反映爆破破岩的动态过程,并为爆破设计提供理论依据。     

水槽涡的变化规律数值模拟

建立了不可压缩Navier-Stokes方程的Crank-Nicolson有限差分方法,数值模拟水槽晃动中流场及其涡流的数值变化规律。将数值解与解析解和前人的数值解进行比较,数值验证了不可压缩Naver-Stokes方程有限差分方法的有效性。通过数值模拟得到水槽在不同程度的倾斜激励晃动下流场及涡流的数值变换规律,当倾斜激励晃动的频率接近或远离共振频率时,水槽涡场的变化逐步由双涡变成单涡,再到不规则的涡场。当倾斜激励晃动的频率靠近共振频率ω_p=0.95ω_1附近时,水槽流场上部形成一个小涡,然后小涡扩大成整个水槽中的大涡,大涡下沉分裂成两个单涡,最后在底部消失;当倾斜激励晃动的频率在ω_p=0.75ω_1附近时,水槽底部形成一个小涡,然后扩大成大的单涡,最后在自由面消失;当倾斜激励晃动的频率在ω_p=0.55ω_1附近时,水槽底部出现小涡,然后扩大成大的单涡,大涡在自由面消失,继而出现不规则的大涡和不规则的小涡。     

有限谱ENO格式在爆轰波数值模拟中的应用

使用有限谱ENO(EssentiallyNon Oscillatory)格式 ,采用V .P .Korobeinikov二步化学反应模型 ,对稀释的化学当量的氢气和氧气混合物中非定常自维持爆轰波进行了二维数值模拟 ,研究了波的产生和演化机理 ,分析了爆轰波的三波结构和传播过程。计算得到的爆轰波参数和结构与以前的计算和实验结果一致。研究表明 :有限谱ENO格式可以成功地模拟非定常自维持爆轰波。     

三车道宏观交通流模型和扰动演化的数值研究

随着城市交通设施的完善,多车道在城市高速路交通中变得比较普遍. 三车道的出现使车辆变道易于实现,这就增加了交通问题的复杂性. 采用宏观交通流理论,建立了一种允许车辆变道的单向三车道连续交通流模型,以及与之相容的差分离散格式. 数值模拟了初始密度、扰动强度、初始扰动范围等因素对扰动传播和发展演化的影响. 结果显示:扰动波的传播方向和传播速度主要由初始未扰动车流密度大小决定;初始扰动范围的大小对扰动波幅值变化的影响比较大;某一条车道发生的扰动是否会影响其他车道,则受初始车流密度和扰动强度大小两个条件影响;在中等密度多车道交通流中,扰动波的发展过程呈现出复杂的非线性特征,数值格式的选择比单车道更加困难.      

Non-local continuum model and its numerical simulation for localization problem

A non-local continuum model for strain-softening simply taking plastic strain or damage variable as a non-local variable is derived by using the additive decomposition principle of finite deformation gradient. At the same time, variational equations, their finite element formulations and numerical convoluted integration algorithm of the model in current configuration usually called co-moving coordinate system are given. Stability and convergence of the model are proven by means of the weak convergence theorem of general function and the convoluted integration theory. Mathematical and physical properties of the characteristic size for material or structure are accounted for within the context of a statistical weighted or kernel function, and way is investigated. Numerical simulation shows that this model is suitable for to analyzing deformation localization problems. The project supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 19632030).     

A numerical method for Cauchy principal value of singular integral under parametric transformation in BEM

A numerical method for the Cauchy principal value of the singular integral in BEM is developed using the concept of finite part integration under integral variable transformation. It is applied to the numerical integration on isoparametric element successfully, as shown in the examples in this paper.The project supported by National Natural Foundation of China.     

拼接网格技术在复杂流场数值模拟中的应用研究

采用分区拼接网格技术,对 DLR-F6 机翼/机身胜架/短舱复杂组合体进行拼接网格分布.并采用 Menter SST 湍流模型,通过求解 Navier-Stokes 方程,对该组合体外流场以及发动机短舱内流场进行了一体化数值模拟,与相应风洞实验数据及分区搭接网格计算结果进行了比较与分析,验证了拼接网格技术的高效性与可靠性.同时通过分析对比不同插值方法的计算结果,研究了插值方法对拼接精度的影响;通过分析对比几组不同的拼接网格算例,总结出了 3 个拼接网格的基本实施准则.证明了拼接网格能够大幅度减小计算网格数目,可以更加灵活地分布网格节点,这样既可以缩短计算时间,又可以降低对内存的需求,提高了计算效率;同时无论整体的力系数,还是局部的压力分布流场细节都能够满足工程精度.     

A fluctuating lattice-Boltzmann model for direct numerical simulation of particle Brownian motion

A single-relaxation-time fluctuating lattice-Boltzmann （LB） model for direct numerical simulation （DNS） of particle Brownian motion is established by adding a fluctuating component to the lattice-Boltzmann equations （LBEs）. The fluctuating term is proved to be the random stress tensor in fluctuating hydrodynamics by recovering Navier-Stokes equations from LBEs through a Chapman-Enskog expansion. A three-dimensional implementation of the model is also presented, along with simulations of a single spherical particle and 125 spherical particles at short times. Numerical results including the meansquare displacement, velocity autocorrelation function and self-diffusion coefficient of particles compare favorably with theoretical results and previous numerical results.     

AN EXTENDED k-ε MODEL FOR NUMERICAL SIMULATION OF WIND FLOW AROUND BUILDINGS

It is assumed in this paper that for a high Reynolds number nearly homogeneouswind flow, the Reynolds stresses are uniquely related to the mean velocity gradientsand the two independent turbulent scaling parameters k and E. By applying dimensionalanalysis and owing to the Cayley-Hamilton theorem for tensors, a new turbulenceenclosure model so-called the axtended k-ε model has been developed. The coefficientsof the model expression were detemined by the wind tunnel experimental data ofhomogeneous shear turbulent flow. The model was compared with the standard k-εmodel in in composition and the prediction of the Reynold’s normal Stresses. Using thenew model the numerical simulation of wind flow around a square cross-section tallbuilding was performed. The results show that the extended k-ε model improves theprediction of wind velocities around the building the building and wind pressures on the buildingenvelope.     

Two-dimensional nonlinear dynamic system model of interspecific interaction and numerical simulation research on it

IntroductionInbiomechanics,interspecificinteractioncanbereducedtodynamicsystem ,andwecanusetwo_dimensionalnonlineardynamicsystemmodelstodescribethemechanismandthecourseofinteractionbetweentwopopulations[1,2 ,3 ] .Interspecificinteractioninvolvesnotonlyonepopulation’sefforttotheother,butalsoothereffortsfromenvironment.Accordingtointeractiomechanism ,thesedynamicsystemscanbedividedintopredator_preysystem ,competitionsystem ,beneficialsymbiosissystemandsoon ,andpredator_preysystemisalwaysvaluedm…     

三维爆炸与冲击问题仿真软件研究

针对三维复杂爆炸流场的数值模拟,开发了欧拉型三维爆炸与冲击问题数值模拟软件EXPLOSION-3D,对该软件的三个组成模块即计算程序MMIC-3D、有限差分网格自动生成前处理程序MESH-3D和可视化后处理程序VISC-3D的基本理论和算法进行了讨论。以楼群中爆炸流场的三维数值模拟为例,采用该软件对大型爆炸发生后形成的爆炸场进行了数值模拟研究,得到一些有意义的数值结果,这些结果对于爆炸灾害的预防和评估具有重要的参考价值。     

Sloshing simulation of standing wave with time-independent finite difference method for Euler equations

The numerical solutions of standing waves for Euler equations with the nonlinear free surface boundary condition in a two-dimensional(2D) tank are studied.The irregular tank is mapped onto a fixed square domain through proper mapping functions. A staggered mesh system is employed in a 2D tank to calculate the elevation of the transient fluid.A time-independent finite difference method,which is developed by Bang-fuh Chen,is used to solve the Euler equations for incompressible and inviscid fluids.The numer...