注塑模流道优化设计

在注塑成型过程中，浇注系统的设计合理与否对产品质量和效益都有决定性的影响，给出了基于流动模拟的流道平衡算法。该算法在流道、型腔布置及浇口尺寸确定后自动调整流道尺寸直到满足熔体流动平衡约束，通过一个三型腔家族式模具验证了该算法。     

ANALYSIS OF VELOCITY ANNULAR EFFECT OF OSCILLATORY FLOW INSIDE PARALLEL PLATE CHANNEL

为了分析管内交变流动速度环状效应的特性，通过数值模拟对平板流道内可压缩交变流动的速度环状效应进行研究．根据速度环状效应的产生机理，分析得出在黏性流体管内交变流动中必然存在速度环状效应，并且在流道截面中心速度为零相位下最容易观察到速度环状效应．为了定量描述速度环状效应，根据流道中心速度为零相位下的速度分布曲线的斜率情况，提出定量评价指标速度环状效应系数，并针对平行平板流道内层流交变流动，利用该评价指标定量分析了无量纲参数（包括瓦伦西数Va和最大雷诺数Remax）对速度环状效应的影响．     

空间狭缝流道粘弹流体流动的有限柱解法

空间狭缝流道在粘弹性聚合物成型加工中较为常见.针对流道特点,仅仅在流动平面内对速度采用形函数插值,在厚度方向采用傅里叶级数逼近流动分布函数,推导弱解形式的单元方程后,通过坐标变换得到整体坐标下的有限元方程系数矩阵,再集合成整体系数矩阵,从而建立了空间狭缝流动的有限柱解法.分别采用有限柱法和三维有限元对积分型K-BKZ本构模型粘弹流体在L型流道的流动进行求解,发现有限柱法与三维有限元的结果在整体上十分吻合.出口处流量分布的误差小于2%,流量的结果仅仅在流道收敛处略有差异,但差异仅局限于很小的区域.相比与三维有限元方法,有限柱法的单元数、计算时间和对内存需求大大减少.研究表明有限柱法是一种分析狭缝流动的简便有效的方法.     

平板流道交变流动速度环状效应分析

为了分析管内交变流动速度环状效应的特性, 通过数值模拟对平板流道内可压缩交变流动的速度环状效应进行研究. 根据速度环状效应的产生机理, 分析得出在黏性流体管内交变流动中必然存在速度环状效应, 并且在流道截面中心速度为零相位下最容易观察到速度环状效应. 为了定量描述速度环状效应, 根据流道中心速度为零相位下的速度分布曲线的斜率情况, 提出定量评价指标速度环状效应系数, 并针对平行平板流道内层流交变流动,利用该评价指标定量分析了无量纲参数(包括瓦伦西数Va和最大雷诺数Re_max)速度环状效应的影响.     

用PSM模型模拟聚合物熔体轴对称收缩流动

采用模拟黏弹流体挤出胀大的方法，计算了IUPAC-LDPE熔体经过4：1轴对称收缩流道的流动．计算的相对涡强度、入口校正和献中的结果基本一致，给出的流场也显示出计算结果是合理的．表明该方法能够适用于用积分型PSM模型表征的黏弹流体在收缩流道内的流动模拟．     

叶轮机械流道中粘性可压缩流动的数值计算——(Ⅱ)旋转叶列中轴对称流动的计算

本文把第一部分中所提出的计算叶轮机械流道中粘性可压缩定常层流问题的数值方法应用到旋转坐标系中。首先导得旋转叶列中粘性可压缩流动所满足的基本方程组,然后通过在任意非正交曲线方向上的焓梯度方程、能量方程和熵方程之间的迭代计算,得到叶轮机械旋转叶列流道中粘性轴对称流动的数值解。     

半解析有限元法分析非线性粘弹体在板材模具中的流动

聚合物熔体在模具中的均匀性决定板材成型的质量。熔体具有非线性记忆性的粘弹效应,同时流道十分复杂。为准确、简便地分析熔体流动情况,针对板材机头流道的特点,提出了流动计算新的方法——有限柱半解析法,即在流道的厚度方向采用富氏级数描述流动分布,把三维有限元方程简化成为二维,得到以流量和压力为未知量的有限元方程。同时采用K-BKZ积分型本构模型描述熔体的非线性记忆性,给出求解非线性方程组的迭代方法,取得较好的收敛性。对两种典型的板材模具进行了分析计算,得出模具出口处的流量分布,通过把结果与三维有限元分析的结果相比较,表明该方法可以准确地分析板材模具中熔体的流动。     

喷嘴内部流道型线对射流流场的影响

为研究喷嘴内部流道型线对射流流场的气体动特性参数的影响,根据可压缩流体轴对称N－S方程,利用RNGκ－ε湍流模式和有限体积法,并采用四边形非结构网格,对不同内部流道型线的喷嘴自由射流进行数值模拟。对于轴对称等直径圆管喷嘴,进口处的流道型线对射流流道参数的分布有较大的影响;轴对称收缩喷嘴的收缩角大小主要影响射流出口附近的流动,对流动具有不同的阻滞效果。计算结果与实验吻合较好,若要获得较佳的外部流场参数,优化喷嘴内部流道设计十分重要。     

扭矩转化器（T／C）内部叶片流道流场的二维PIV实验研究

本文利用二维ＰＩＶ技术研究了汽车无级调连装置中扭矩转化器内部叶片流道流场的复杂流动,实验结果表明泵和透平在不同转速下,静子叶片流道中的流场体现出不同的流动特征,文中还对实验误差进行了分析,提出了减少误差的措施,通过叶栅流动理论分析说明了本文结果的可靠性。     

计算二维粘性流动的流线迭代法

本文提出一种利用流线迭代法来计算任意形状流道中定常粘性层流流动的数值方法。通过任意非正交曲线网格中的压力梯度方程、能量方程和熵方程之间的迭代计算,可以得到整个流道中定常粘性可压缩(或不可压缩)流动的数值解。本文导出了二维(包括轴对称)流道中的基本方程,并详细地叙述了本方法的计算步骤。利用本方法对一些流道进行了数值计算,计算结果与其他巳知的数值解符合得很好。     

双圆诱导不可压缩势流的几个精确解

Lagally(1929)给出了两个静止圆在均匀来流中的扰动速度势精确解。本文通过使用 Apollonius 保角变换,将两圆外部区域变为圆环内部区域,并在变换平面上用 Fo-urier 级数方法求解 Laplace 方程,从而得出双圆扰动势流的另外三个精确解。它们分别对应于静止流体中两圆膨胀(收缩)、沿连心线相向(相背)运动和垂直连心线反向运动(错动)所诱导的速势场。     

用三维半人工瞬变法计算圆管内圆柱绕流

本文提出一种计算三维定常流动的半人工瞬变法,本方法的特点是直接利用流体力学的原始基本方程组进行数值计算。运动方程中的一个分量方程被用于计算压力,另外两个分量方程被加入人工瞬变项而成为人工瞬变方程,这两个人工瞬变方程被用于计算速度的两个分量,第三个速度分量则通过连续性方程进行计算得到。根据半人工瞬变方程组的特点和流动区域的特性,本方法采用半交错不等距非正交曲线贴体混合网格系进行数值计算,并利用质点导数差分格式使计算更简便。本文以圆管中不可压缩流体对圆柱的三维定常绕流问题为算例,具体画出计算用的半交错不等距非正交曲线贴体混合网格系,介绍三维半人工瞬变法的计算方法和步骤,并通过数值计算得到了此算例的计算结果。     

Three‐dimensional transient free‐surface flow of viscous fluids inside cavities of arbitrary shape

The three‐dimensional transient free‐surface flow inside cavities of arbitrary shape is examined in this study. An adaptive (Lagrangian) boundary‐element approach is proposed for the general three‐dimensional simulation of confined free‐surface flow of viscous incompressible fluids. The method is stable as it includes remeshing capabilities of the deforming free‐surface, and thus can handle large deformations. A simple algorithm is developed for mesh refinement of the deforming free‐surface mesh. Smooth transition between large and small elements is achieved without significant degradation of the aspect ratio of the elements in the mesh. The method is used to determine the flow field and free‐surface evolution inside cubic, rectangular and cylindrical containers. These problems illustrate the transient nature of the flow during the mixing process. Surface tension effects are also explored. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

流体双折射方法及其应用

本文在1923—1989年的工作基础上,论述了流体双折射方法,对它的发展和原理进行了详细讨论,介绍了流体双折射方法的各种应用,尤其是在生物力学,二维三维场显示方面的应用.     

高速三维边界层的横流不稳定性

用两点四阶差分格式研究旋转圆锥超音速三维边界层的横流不稳定性和壁面冷却对稳定性的影响数值结果表明，与二维边界层相比横流使三维边界层第一模式增长率增大，对第二模式影响很小；Ｍｅ＜４３第一模式最不稳定，Ｍｅ＞４３第二模式最不稳定；三维边界层最不稳定第二模式是三维波，二维边界层则为二维波；壁面冷却对第一模式起稳定作用，对第二模式起不稳定作用     

高含能颗粒床中瞬变点传火过程的三维两相流数值模拟

结合火炮工程背景，建立高含能稠密颗粒床中非定常三维两相流与点火器中非定常一维两相流的数理模型，并考虑主装药床与点火器的相互耦合作用。采用分数步法（ＦＳＭ）数值求解。发现在点传火阶段，膛内存在明显的三维效应，并伴随波动现象，火药颗粒向壁面聚集。部分计算结果与试验结果相一致。     

Computational study of the axial instability of rimming flow using Arnoldi method

Axial instability of rimming flow has been investigated by solving a linear generalized eigenvalue problem that governs the evolution of perturbations of two‐dimensional base flow. Using the Galerkin finite element method, full Navier–Stokes equations were solved to calculate base flow and this base flow was perturbed with three‐dimensional disturbances. The generalized eigenproblem formulated from these equations was solved by the implicitly restarted Arnoldi method using shift‐invert technique. This study presents instability curves to identify the critical wavelength of the neutral mode and the critical β, which measures the importance of gravity relative to viscosity. The axial instability of rimming flow is examined and three‐dimensional flow was reconstructed by using eigenvector and growth rate at a critical wave number. The critical β value in the axial instability analysis was observed to be comparable to the onset β value of the transition between the bump and the homogeneous film state in 2‐D base flow calculations. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

Finite element Galerkin Approach for a Computational Study of Arterial Flow

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｓｈｅａｒｓｔｒｅｓｓｉｎａｒｔｅｒｉａｌｆｌｏｗｈａｓｂｅｅｎｂｅｓｔｏｗｅｄｂｙｎａｔｕｒｅｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｐｏｓｓｉｂｌｅｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｈｅａｒｓｔｒｅｓｓａｔｔｈｅｗａｌｌａｎｄｅｘｉｓｔｅｎｃｅｏｆａｔｈｅｒｏｓｃｌｅｒｏｓｉｓ.Ｔｈｅｆｌｏｗｐｈｅｎｏｍｅｎａｉｎｌａｒｇｅａｎｄｍｅｄｉｕｍｓｉｚｅｄａｒｔｅｒｉｅｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｔｈｅｒｏｓｃｌｅｒｏｓｉｃｄ…     

Time‐dependent flow across a step: the slip with friction boundary condition

The paper studies numerically the slip with friction boundary condition in the time‐dependent incompressible Navier–Stokes equations. Numerical tests on two‐ and three‐dimensional channel flows across a step using this boundary condition on the bottom wall are performed. The influence of the friction parameter on the flow field is studied and the results are explained according to the physics of the flow. Due to the stretching and tilting of vortices, the three‐dimensional results differ in many respects from the two‐dimensional ones. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

NUMERICAL SIMULATION OF THREE DIMENSIONAL TURBULENT FLOW IN SUDDENLY EXPANDED RECTANGULAR DUCT

ＮＵＭＥＲＩＣＡＬＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮＯＦＴＨＲＥＥＤＩＭＥＮＳＩＯＮＡＬＴＵＲＢＵＬＥＮＴＦＬＯＷＩＮＳＵＤＤＥＮＬＹＥＸＰＡＮＤＥＤＲＥＣＴＡＮＧＵＬＡＲＤＵＣＴＮＵＭＥＲＩＣＡＬＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮＯＦＴＨＲＥＥＤＩＭＥＮＳＩＯＮＡＬＴＵＲＢＵ...