圆管层流与湍流进口段效应修正系数的研究

本文对于光滑圆管层流与湍流进口段长度以及压力损失和流量进口段效应修正系数.提出统一的计算方法通过具体算例,提供了层流与湍流进口段效应压力损失和流量修正系数的理论计算公式.并且给出计及湍流进口段效应的流量计算方法.理论计算结果与实验数据比较表明,本文提供的公式.是简便而又可靠的.     

两平行圆板间径向层流进口段效应分析

本文首先将B.B.方法[1]推广至二平行圆板间的径向扩散流动,由边界层运动方程式同时推导出动量积分方程式和能量积分方程式,而后再用Picard逐次逼近法[2]解能量积分方程式,求得进口段通道长随边界层厚度而改变的二级近似显函数表达式.从而为进口段效应诸系数的直接解析分析提供了可能.特别是当圆板外径小于进口段长度时,更加突出地表现了本方法的优越性.由于采用了能量积分方程式,则压力损失系数的各项才得以从理论上独立地推导出来.本文所提供的压力损失系数计算值,在进口修正雷诺数Re<100时,和文献[3]比较与实验值更为接近.因此在该范围内本文的结果既可靠又简便.     

两种轴对称边界层方程的新解法

本文给出了与Mangler变换相类似的变换,它们将两种过流通道中进口段轴对称层流边界层流动转换成平面层流边界层流动,使问题得到简化.简化后的方程可以用已有的平面层流边界层理论加以解决,从而为人们开辟一条解决轴对称通道进口段流动问题的新途径.     

发展流动与形成流动

本文着重研究振荡状态下的管流问题.从基本的Navier-Stokes方程出发,进行线性化之后采用虚宗量Bessel函数的方法求解,得出了一组描述圆管振荡状态下发展流动的速度分布、压力分布公式.它们较之Atabek等人推导的公式更为简明和易于计算.并且,在相同的条件下简化为形成流动的表达式后,两者的公式完全一致.数值计算还表明,本文公式的理论结果无论是和Atabek等人的理论计算结果比较,还是和他们的实验结果比较,都是相当一致的.     

两平行球面间扩散层流进口段流动阻力的分析*

本文首先将В.В.Голубев方法推广到两平行球面间的扩散层流流动,由球坐标下边界层运动方程式,导出了平行球面间进口段层流边界层动量与能量积分关系式.再对动量积分关系式采用Picard逐次逼近法,求得进口段通道长随边界层厚度而改变的近似表达式.然后对进口段效应诸系数进行分析与计算.     

中缅原油管道贯通对进口原油海上运输成本的影响分析

研究了中缅原油管道贯通对我国进口原油海上运输成本的影响.首先分析了我国的主要原油进口地、进口量和海上运输航线等信息,然后选择了三种不同型号油轮,并调查了其载重量、航速、日租金等数据.以不同型号油轮的运输航次及各条航线上的实际运输量为决策变量,总租金(总运输成本)最小化为目标函数,分别建立了中缅原油管道贯通前后我国进口原油海上运输问题的数学模型,并分别给出了求解方法.最后,根据实际统计数据进行计算,分别求出了中缅原油管道贯通前后我国原油海上运输的总成本,结果显示,中缅原油管道贯通后我国进口原油的海上运输成本将降低4.95%.     

小血管血流速度分布的一种计算方法

本文所提出的计算方法,其基础是对血液流动微连续统模型作了一种边界条件的改进,设想了血管内壁面上血细胞速度可能不为零.对于由Eringen所提出的关于刚性圆管中稳态血液流动方程,假设了血管内壁面上血细胞的旋转速度,及血细胞旋转速度分布曲线在管轴处的斜率,导出了计算血管中速度分布曲线的方法,并将按此理论计算而得的曲线与Bugliarello和Hayden在实验中测得的分布曲线及由Turk,Sylvester和Ariman所提出的计算公式的结果相比较.     

平行球面间轴对称层流边界层方程的新解法

本文给出了与Mangler变换类似的变换,它将平行球面间进口段内层流轴对称边界层流动转换成二维平面层流边界层流动,使问题得到简化.简化后的方程可以用已有的平面层流边界层理论和数值方法来求解,从而为求解平行球面间扩散层流进口段问题提供了一条新的途径.     

微曲输流管道振动固有频率分析与仿真北大核心CSCD

首次建立了基于Timoshenko梁理论的微曲输流管道横向振动的动力学模型,并分析了流体流动影响下微曲管道横向自由振动的固有特征.采用广义Hamilton原理,导出了考虑流体影响的微曲管道横向振动的控制方程,通过Galerkin截断对控制方程离散化,再由广义本征值问题得到管道横向振动的固有频率,并研究了液体流速和弯曲幅度对管道横向固有振动特征的影响.发展了基于等效刚度和等效阻尼方法的考虑流体影响的微曲管道振动分析的有限元仿真计算方法,并通过有限元软件实现数值仿真,验证了Galerkin截断的分析结果以及所建立的Timoshenko微曲管道动力学模型的有效性.研究表明,流体的流速以及管道的弯曲幅度对管道横向振动固有频率均有显著影响.     

应用变分法计算三角形截面毛管中的流动

以三角形截面管道中的流动为研究对象,在前人研究的基础上,进一步研究了牛顿流体和幂律流体在截面为三角形毛管中的流动,应用变分方法求出了毛管内速度分布的近似解,并通过对整个毛管进行积分,求出了类似泊肃叶定律的不同毛管内的流量与压差的定量关系.同时,又应用Matlab中的Pdetool工具对不同截面毛管中的层流流动进行了数值求解.变分结果、数值结果与有关文献解析解、数值解进行了对比,又进一步分析了幂律指数和截面形状对综合阻力系数、等效渗透率及流量-压差关系的影响.     

A Second Order Nonconforming Triangular Mixed Finite Element Scheme for the Stationary Navier-Stokes Equations

In this paper,a nonconforming triangular mixed finite element scheme with second order convergence behavior is proposed for the stationary Navier-Stokes equations.The new nonconforming triangular element is taken as approximation space for the velocity and the linear element for the pressure.The convergence analysis is presented and optimal error estimates of both broken H1-norm and L2-norm for velocity as well as the L2-norm for the pressure are derived.     

定常Navier-Stokes方程的一个二阶非协调三角型混合元格式（英文）

In this paper, a nonconforming triangular mixed finite element scheme with second order convergence behavior is proposed for the stationary Navier-Stokes equations.The new nonconforming triangular element is taken as approximation space for the velocity and the linear element for the pressure. The convergence analysis is presented and optimal error estimates of both broken H~1-norm and L~2-norm for velocity as well as the L~2-norm for the pressure are derived.     

A discontinuous mixed covolume method for elliptic problems

We develop a discontinuous mixed covolume method for elliptic problems on triangular meshes. An optimal error estimate for the approximation of velocity is obtained in a mesh-dependent norm. First-order L²-error estimates are derived for the approximations of both velocity and pressure.     

The Crouzeix-Raviart type nonconforming finite element method for the nonstationary Navier-Stokes equations on anisotropic meshes

This paper is devoted to study the Crouzeix-Raviart （C-R） type nonconforming linear triangular finite element method （FEM） for the nonstationary Navier-Stokes equations on anisotropic meshes. By intro- ducing auxiliary finite element spaces, the error estimates for the velocity in the L2-norm and energy norm, as well as for the pressure in the L2-norm are derived.     

非定常Navier-Stokes方程的质量集中各向异性非协调有限元逼近

该文将一个低阶Crouzeix-Raviart型非协调三角形元应用到非定常Navier-Stokes方程,给出了其质量集中有限元逼近格式.在不需要传统Ritz-Volterra投影下,通过引入两个辅助有限元空间对边界进行估计的技巧,在各向异性网格下导出了速度的L~2模和能量模及压力的L~2模的误差估计.     

A divergence-free weak Galerkin method for quasi-Newtonian Stokes flows

This paper proposes a weak Galerkin finite element method to solve incompressible quasi-Newtonian Stokes equations. We use piecewise polynomials of degrees k + 1(k 0) and k for the velocity and pressure in the interior of elements, respectively, and piecewise polynomials of degrees k and k + 1 for the boundary parts of the velocity and pressure, respectively. Wellposedness of the discrete scheme is established. The method yields a globally divergence-free velocity approximation. Optimal priori error estimates are derived for the velocity gradient and pressure approximations. Numerical results are provided to confirm the theoretical results.     

等腰三角形Mindlin板的自由振动分析

提出了一种新方法来对基于 Mindlin剪切变形理论的等腰三角形板进行自由振动分析 .此方法采用了一种新的基函数并利用 pb-2 Rayleigh-Ritz边界函数得到了一种新型的 Ritz方法 .这种方法的有效性通过收敛性和对比性分析得到了证实 .数值结果表明此方法相当精确有效 .     

非定常Stokes方程的全离散稳定化有限元格式

本文研究二维非定常Stokes方程全离散稳定化有限元方法.首先给出关于时间向后一步Euler半离散格式,然后直接从该时间半离散格式出发,构造基于两局部高斯积分的稳定化全离散有限元格式,其中空间用P_1—P_1元逼近,证明有限元解的误差估计.本文的研究方法使得理论证明变得更加简便,也是处理非定常Stokes方程的一种新的途径.     

不同纵向涡发生器翅片通道内速度场与温度场协同的数值研究

为了探究加装矩形小翼和三角型小翼纵向涡发生器的H形翅片通道的换热流动,采用场协同理论进行分析.结果表明,相同攻角时,三角形小翼的面平均协同角和体平均协同角要比矩形小翼的大,同时,体平均协同角比面平均协同角要大;随着攻角的增大,面平均协同角和体平均协同角都先减小后增大,矩形小翼在攻角为60°时最小,三角形小翼在45°时最小;相同进口速度时,45°三角形小翼的面平均协同角和体平均协同角要比60°矩形小翼的大,随着进口速度的增加,60°矩形小翼和45°三角形小翼的面平均协同角和体平均协同角都增大.     

A mixed and discontinuous Galerkin finite volume element method for incompressible miscible displacement problems in porous media

The incompressible miscible displacement problem in porous media is modeled by a coupled system of two nonlinear partial differential equations, the pressure‐velocity equation and the concentration equation. In this article, we present a mixed finite volume element method for the approximation of pressure‐velocity equation and a discontinuous Galerkin finite volume element method for the concentration equation. A priori error estimates in L^∞(L²) are derived for velocity, pressure, and concentration. Numerical results are presented to substantiate the validity of the theoretical results. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. Numer Methods Partial Differential Eq, 2012