一种改进的定位流体方法

针对模拟流体,提出了一种基于定位流体方法的改进模型,继承了定位动态学方法的稳定性以及光滑粒子流体动力学方法的光滑性,通过将流体粒子按速度值动态分配支集半径和给流体粒子添加密度限制来增加计算准确性并加强流体的表面细节的模拟效果.     

二层流体中沿任意路径运动的奇点解析解*

本文求解了二层流体存在时在上层或下层流体中沿任意路径运动的奇点的速度势.流体的深度为有限或者无限.计入上层流体的影响后,流体交界面不再是等压力面或零压力面.文中给出了这种情况下的一系列奇点基本解的解析表达式.     

粘弹流体的绕流特性研究

本文建立了分析粘弹流体平面流的基本方程,并采用摄动法和加权余量法.在小Deborah数条件下,进行了粘弹流体流动的有限元分析,探讨了粘弹流体的绕流特性,分析了粘弹流体在绕流中所表现的分离点滞后及减阻现象的机理.结果表明,本文的方法.对于粘弹流体流动特性的分析工作,具有简便和准确的优点.     

非牛顿流体中气泡过程的数值模拟

本文通过对有限区域内不同流体介质(如Carreau流体、Maxwell流体)下的淹没喷嘴产生的气泡生长过程的数值模拟,成功地求解了集气泡的非球性、流体流变性的复杂性以及流场本身的复杂于一身的典型流动问题,并探讨了流体的流变性、物性参数、外部条件对气泡过程的影响机理。     

基于浸入边界-有限元法的流固耦合碰撞数值模拟方法

针对流固耦合碰撞问题,建立了流体中固体与固体碰撞界面解析直接模拟方法,采用清晰界面浸入边界法模拟流体中的动边界问题,避免了传统贴体网格方法在求解流体中存在固体间碰撞问题时网格出现负体积的问题,采用基于罚函数的有限元方法对固体的运动和碰撞进行求解,以分域耦合方式实现流体域和固体域的耦合求解.通过与静止流体中球形颗粒与壁面正碰撞和斜碰撞的实验数据对比,验证了建立的数值模拟方法对流体中固体与固体碰撞数值模拟的正确性,获得了流体域流场在碰撞前后随时间的变化,同时通过该文建立的数值模拟方法也获得了固体域中固体的碰撞力和应力.未来,将把该数值模拟方法应用到流体流动环境中,如固体颗粒对管道的冲蚀、流体诱导海洋立管之间的碰撞、坠物对海底管道的撞击等.     

结构振动诱导流场及附加质量的数值分析

将大型柔性结构低速振动诱导流体流场的问题, 归结为无粘性不可压缩无旋流动平面问题．在偶极子配置法基础上,发展了一种在结构和流体接触面上混合配置源汇和偶极子的奇点配置法,能够计算翼型、柱型等结构在流体中低速振动时诱导的流体流场并推导出流场的动能表达式,最终得到流体附加质量．给出了几个具有解析解的算例验证了此方法的可靠性．     

具有多类顾客的单服务台流体逼近的收敛速度

本文研究了—个具有多类顾客到达的单服务台排队系统．在流体变换下,我们知道排队模型以概率1在紧集上一致收敛到相应的流体模型．在一致收敛拓扑下,如果到达过程,服务过程在流体变换下以指数速度收敛到相应的流体过程,我们证明了在流体变换下的排队系统中的各个参量以指数速度收敛到流体模型中相应的参量,这些参量包括队长过程,负荷过程,逗留时间过程,离去过程,闲期过程等．     

Bingham流体数值模拟的双罚函数—正交投影的隐式求解方法

本文对Bingham流体给出了双罚函数逼近和正交投影的隐式求解方法.这个方法把Bingham流体处理为承受不等式应力约束的Newton流体的逼近解.有效地模拟了可以出现流动或不流动的“刚性核”的Bingham流体的流动问题.     

非Newton流体的物质点法模拟研究

准确模拟非Newton流体的运动特性具有重要的工程意义.物质点法作为一种相对新兴的粒子型算法,其结合了Lagrange算法和Euler算法的双重优势,已广泛有效地应用于各个工程领域.基于物质点法,结合人工状态方程,分析了两种非Newton流体(cross流体和幂律流体)在平板Poiseuille流和Couette流情况下的流动特性.结果表明:对Newton流体,物质点模拟结果与理论值一致;对非Newton流体,物质点法可准确模拟其剪切稀化和剪切稠化现象.表明了物质点法在模拟非Newton流体流动问题时的适用性,拓展了物质点法的应用范围.     

有流存在下三层密度分层流体毛细重力波二阶Stokes波解

以小振幅波理论为基础,利用摄动方法研究了有背景流场存在时三层密度分层流体的毛细重力波,给出了三层成层状态下各层流体速度势的二阶渐近解及毛细重力波面位移的二阶Stokes波解.结果表明:一阶解及二阶解除了依赖于各层流体的厚度及密度,也依赖于表面张力和各层流体的背景流场.     

Payne-Whitham型宏观交通流模型波动特性

宏观交通流模型将交通流比拟成流体流,通过整体变量如交通流量、平均车速以及交通密度来研究其整体性质,得到了越来越多的肯定.文章采用波前展开的方法,研究Payne-Whitham型宏观交通流模型描述扰动沿交通流波动的特性,同时给出了相应的稳定性条件.最后利用Padé逼近法进行数值仿真,得到的结果与理论分析相一致.     

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.     

血液流动与血管壁运动

本文讨论了哺乳动物循环系统的血液流动与血管壁运动之间的相互作用问题.在假定流动处于稳定的振荡流动情况下,导得了一组血液流动速度分布公式,压力分布公式以及约束应力公式,管壁位移公式.把Kuchar的公式从定常流动情况推广到非定常的振荡流动情况.文中还讨论了动脉血管壁的弹性效应问题.     

Some dynamic properties of volume preserving curvature driven flows

This paper is concerned with the following three types of geometric evolution equations: the volume preserving mean curvature flow, the intermediate surface diffusion flow, and the surface diffusion flow. Important common properties of these flows are the preservation of volume and the decrease of perimeter. It is shown in this paper that the intermediate surface diffusion flow can lose convexity. Hence the volume preserving mean curvature flow is the only flow among the evolution equations under consideration which preserves convexity, cf. [11, 16, 14, 17]. Moreover, several sufficient conditions are presented, which illustrate that each of the above mentioned flows can move smooth initial configurations into singularities in finite time.     

Simulation of unsteady flow in alluvial streams

The paper is concerned with the modelling of variations of longitudinal river bed profile during long periods of unsteady flow. Alluvial rivers with the flow varying with discharge are the object of simulation.The emphasis of the paper is on the numerical difficulties of simulating such phenomena while the theories usually used by engineers are accepted without criticism to reproduce the sediment transport due to given flow conditions. Case studies are described.     

Numerical Solution of Several Models of Internal Transonic Flow

The paper deals with numerical solution of internal flow problems. It mentions a long tradition of mathematical modeling of internal flow, especially transonic flow at our department. Several models of flow based on potential equation, Euler equations, Navier-Stokes and Reynolds averaged Navier-Stokes equations with proper closure are considered. Some mathematical and numerical properties of the model are mentioned and numerical results achieved by in-house developed methods are presented.     

旋风分离器内流动的三维分析

本文详细阐述了旋风分离器内流动在球坐标系中的数学表述和结果,应用质量守恒定律和定常流动的运动定律,在轴对称的考虑下,用流函数方法详尽推导了流动的三个速度分量.此讨论是从三维的整体观点来全面分析流动状况的.此外,对文[1]中的一些结果作了必要的修正.     

锥面间流体流动考虑流动惯性的近似解

本文采用锥坐标下的Navier-Stokes方程式,利用迭代近似解法,求出了考虑流动惯性时锥面间流体流动的速度分布、压力分布以及流量的解析式;并对轴对称过流流动的外向流和内向流进行了比较.     

圆锥形血管中的振荡发展流动

本文在小锥度角的假设下,研究了圆锥形血管的非定常振荡的发展流动问题.导得了相应的速度分布公式.分析表明,所有收缩的圆锥形血管的流动都是发展流动,而且锥度角对发展流动的影响随着锥度角的增大而增大.