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相似文献
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1.
徐春晖  黄文彬  徐泳 《力学季刊》2003,24(4):500-505
离散元法是分析散体力学行为的数值方法。存在填隙流体时,颗粒之间或颗粒与壁之间产生的法向挤压力和切向阻力、阻力矩,是湿颗粒离散元法的理论基础。二阶流体是以微小偏离牛顿流体本构而考虑时间影响的一种流体。它具有常粘度,并且第一和第二法向应力差正比于剪切率的平方。根据Reynolds润滑理论,采用小参数法,导出了存在填隙二阶流体时,圆球沿平行于平壁缓慢移动时流体的速度场和压力方程,进而求出切向阻力和阻力矩的解析解。有趣的是在推导时所得的速度场和压力方程形式比牛顿流体要复杂得多,但最终结果表明圆球沿平行于平壁移动时因填隙二阶流体引起的切向阻力和阻力矩与牛顿流体时的结果相同。  相似文献   

2.
填隙幂率流体下两刚性圆球相对错移时的粘性阻力   总被引:1,自引:0,他引:1  
湿颗粒离散元模型以两球作用时填隙流体定常流动解为基础,其中切向作用是难点,国外仅有Goldman的牛顿流体渐近解.基于Reynolds润滑理论导出了两刚性球切向错动时填隙幂律流体的压力方程,并利用傅立叶级数展开简化,通过数值解法得到相应的压力分布、黏性阻力及阻力矩.该方程的解较之作者先前对速度场附加假定的结果精确,而当幂指数为1时等价于Goldman的牛顿流体渐近解.  相似文献   

3.
应力偶流体是一种粘性介质,其中悬浮着刚性的、随机排列的粒子,在科学和工程技术、医疗临床中具有广泛的应用背景和现实意义.本文采用逆方法研究并获得了应力偶流体的定常和非定常精确解.所得结果表明应力偶流体运动特性不仅依赖于物质粘性常数,而且强烈地依赖于应力偶流体特有的与固体颗粒尺度有关的物性常数.这些精确解为实验,数值以及渐近解的检验提供了借鉴和参考.  相似文献   

4.
具有内域的双层加筋圆柱壳动响应特性   总被引:2,自引:0,他引:2  
肖巍  张阿漫  汪玉 《力学学报》2014,46(1):120-127
采用外域双渐近法模拟外部流体域,内域双渐近法模拟内部流体域,采用非线性有限元软件ABAQUS 模拟结构,建立流固耦合数值模型并验证了其有效性. 利用建立的数值模型研究内部流体对双层加筋圆柱壳动响应的影响. 研究结果表明:一阶双渐近的解在中后期振荡周期变短、幅值变小,而二阶双渐近的解与解析解吻合良好;内部流体的存在减弱了双层加筋圆柱壳外壳的塑性变形,对其内壳塑性变形的影响较小;内部流体的存在减弱了双层加筋圆柱壳的速度响应.  相似文献   

5.
为了研究颗粒物质在黏性流体中整个下落过程的运动规律,对不同半径的颗粒物体运动过程进行了数值模拟分析。在给出颗粒物质下落过程模型的基础上,考虑黏性流体对颗粒物质的黏滞阻力,并通过受力分析建立了下落运动微分方程;利用计算机数值分析了不同半径的颗粒物质在同一种黏性流体中下落速度、入潜深度随时间变化的情况,并分析了不同半径的颗粒物质下落达到的稳态速度与所消耗时间的变化关系。计算结果表明:当颗粒物质半径 r<1mm 时,其在黏性流体中的下落距离与时间近似呈线性关系;随着颗粒物质尺寸的增加,其下落距离会呈现非线性增加;当颗粒物质半径 r>2mm 时,其达到稳态速度后的入潜深度与颗粒物质的半径呈非线性变化,且颗粒物质越大,达到稳态速度后的入潜深度越深;颗粒物质在黏性流体中下落后达到的稳态速度与颗粒物质的半径并非呈线性关系,且颗粒物质越小,达到的稳态速度越小,与黏性流体的深度无关,其相应入潜深度与所需时间呈非线性关系。  相似文献   

6.
本文对中心带轴匀速旋转圆盘在均布压力作用下的受力及变形问题进行了摄动分析,得到了受载条件为J^2/JH<<1时,圆盘应力及形变的渐近解。其形变渐近解为Whitaker函数形式比较表明,渐近解与Chebyshev数值解有较好的一致性。  相似文献   

7.
本文讨论低速稀薄气流(K_n《1)中圆球阻力问题,在Knudsen层中取分子在表面作Maxwell类型反射的壁面条件求解线性B-K-W方程,而以Stokes区的匹配渐近展开解为无穷远处的边界条件,在表面与均匀来流间温差为小量的假设下得到了小K_n数下圆球绕流的解。除稀薄气体效应外,还考虑了惯性效应和分子在表面的反射机制,所得的球阻表达为K_n、Re和热适应系数α的函数。  相似文献   

8.
本文通过大小相同且等距放置的球栅的轴对称Oseen流动研究了阻力的尾流效应。在每个球的球心放置Oseen流子得到了问题的级数解。截断无穷级数并采用配置法解线性代数方程组求出了球栅Oseen流动的近似解及每个球所遭受的阻力。 在不同的球的个数,不同的球的间距以及不同的雷诺数下计算了各个圆球的阻力系数,发现除球栅的遮蔽效应和端缘效应外还存在着尾流效应。研究了上述参数对这些效应的影响并与Stokes流动的结果进行了比较。文章还对方法的收敛性进行了数值研究。  相似文献   

9.
翼型空化绕流数值研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
空化是发生在流体机械上的复杂过程,理论研究遇到很大困难。本文引入合适的空化数值模型,将空腔界面近似为自由面,用界面构造精度较高的流体体积方法求解空腔位置,通过直接求解原始变量的NavuerStokes方程,数值模拟了无界域中空化在翼型上发生、发展和脱落的周期过程;并分析了空化产生对翼型表面的压力分布、翼型收到的阻力和升力的影响。结果表明,空化出现在翼型上表面;由于空化的产生,翼型表面压力分布不稳定,导致升力、阻力和流场压力出现波动,这是实际中产生噪声和损失的主要原因。  相似文献   

10.
采用外域双渐近法模拟外部流体域,内域双渐近法模拟内部流体域,采用非线性有限元软件ABAQUS模拟结构,建立流固耦合数值模型并验证了其有效性.利用建立的数值模型研究内部流体对双层加筋圆柱壳动响应的影响.研究结果表明:一阶双渐近的解在中后期振荡周期变短、幅值变小,而二阶双渐近的解与解析解吻合良好;内部流体的存在减弱了双层加筋圆柱壳外壳的塑性变形,对其内壳塑性变形的影响较小;内部流体的存在减弱了双层加筋圆柱壳的速度响应.  相似文献   

11.
The integrity assessment of defective pipelines represents a practically important task of structural analysis and design in various technological areas, such as oil and gas industry, power plant engineering and chemical factories. An iterative algorithm is presented for the kinematic limit analysis of 3-D rigid-perfectly plastic bodies. A numerical path scheme for radial loading is adopted to deal with complex multi-loading systems. The numerical procedure has been applied to carry out the plastic collapse analysis of pipelines with part-through slot under internal pressure, bending moment and axial force. The effects of various shapes and sizes of part-through slots on the collapse loads of pipelines are systematically investigated and evaluated. Some typical failure modes corresponding to different configurations of slots and loading forms are studied.  相似文献   

12.
A. V. Rozin 《Fluid Dynamics》1983,18(1):158-161
The results are given of numerical and experimental investigations of the steady supersonic flow of an ideal gas past a model of a body with + and X fins. The angle of attack varied from 0 to 20 °. A study is made of the physical structure of the flow, and the pressure distributions, the coefficients of the normal force and the pitching moment of the complete body and the individual fins, and also the increment of the coefficient of the normal force acting on the body due to the influence of the fins are found. A comparison with linear theory and the experimental data is made. The agreement between the calculated results and the experimental data is satisfactory.  相似文献   

13.
半无限长梁承受恒定弯矩作用后, 如果自由端的初始弯矩突然释放, 将在梁中激发出一列卸载弯曲应力波. 采用铁木辛柯梁和瑞利梁来研究突然卸载所激发出的弯曲波的传播特征. 利用拉普拉斯变换方法进行分析, 首先推导出铁木辛柯梁和瑞利梁中的卸载弯曲波的像函数解析解, 采用数值反变换方法给出了时域上波传播的响应解, 并研究了梁中各点的横向位移、弯矩和剪力随时间的变化规律. 计算结果表明: 与简化的欧拉梁不同, 旋转惯性的引入使铁木辛柯梁和瑞利梁中的弯曲波传播具有强烈的局部化效应, 特别是梁中各点经历的弯矩变化, 和其距离自由端的位置相关, 不同时刻的弯矩峰值大小不同;瑞利梁中离自由端不同距离各点的峰值弯矩先增大后降低, 最后达到一个渐近值;铁木辛柯梁中各点的峰值弯矩总体上随着时间单调增大到同一个渐近值, 该渐近值与欧拉梁中的峰值弯矩值相同, 均为1.43.切应力效应的引入进一步降低了铁木辛柯梁中卸载弯曲波的波速, 同时也使得铁木辛柯梁中弯矩峰值的最大值小于瑞利梁中的最大值. 对于脆性细长梁的纯弯曲断裂, 铁木辛柯梁可以较好地预测二次断裂的发生位置, 相应的碎片尺寸约为7倍梁横截面厚度.   相似文献   

14.
徐顺  赵伟文  万德成 《力学学报》2022,54(4):872-880
随着风能技术的不断进步, 风机叶片逐渐向大型化发展, 这使得真实复杂大气入流对风机运行性能的影响愈发显著. 为研究真实复杂大气入流下海上风机的力学特性响应, 利用基于大涡模拟的域前模拟方法生成复杂大气入流, 并结合致动线模型模拟风机叶片, 对中性复杂大气入流下海上固定式风机进行数值模拟, 重点分析风机的气动性能及转子和叶片根部的力学特性, 并与均匀入流计算工况进行对比. 计算结果表明, 中性复杂大气入流中的大尺度低速气流团使得风机气动功率输出值在较长一段时间处于较低水平, 此外, 中性复杂大气入流的高湍流强度特征使得风机气动功率的变化幅值和标准差较均匀入流工况大幅增加; 风机轴向推力的标准差值增加到均匀入流的53倍, 中性复杂大气入流的来流流场扰动引起偏航力矩的最大值、均方根和标准差分别增加到均匀入流的10、4.4和4.3倍; 速度垂向分布的不均匀性以及轮毂高度附近的大尺度低速羽流结构导致摆振剪力和弯矩的标准差响应值分别为均匀入流的2倍和4.6倍.   相似文献   

15.
The particle number density in the Smoluchowski coagulation equation usually cannot be solved as a whole, and it can be decomposed into the following two functions by similarity transformation: one is a function of time (the particle k-th moments), and the other is a function of dimensionless volume (self-preserving size distribution). In this paper, a simple iterative direct numerical simulation (iDNS) is proposed to obtain the similarity solution of the Smoluchowski coagulation equation for Brownian motion from the asymptotic solution of the k-th order moment, which has been solved with the Taylor-series expansion method of moment (TEMOM) in our previous work. The convergence and accuracy of the numerical method are first verified by comparison with previous results about Brownian coagulation in the literature, and then the method is extended to the field of Brownian agglomeration over the entire size range. The results show that the difference between the lognormal function and the self-preserving size distribution is significant. Moreover, the thermodynamic constraint of the algebraic mean volume is also investigated. In short, the asymptotic solution of the TEMOM and the self-preserving size distribution form a one-to-one mapping relationship; thus, a complete method to solve the Smoluchowski coagulation equation asymptotically is established.  相似文献   

16.
X. Li  X. B. Liu 《Nonlinear dynamics》2013,73(3):1601-1614
This paper presents a new method, through which the pth moment stability of a binary airfoil subjected to an ergodic real noise is obtained. The excitation included is assumed to be an integrable function of an n-dimensional Ornatein–Uhlenbeck vector process that is the output of a linear filter system and for which the strong mixing condition and the delicate balance condition are removed in the present study. By using a perturbation method and the spectrum representations of both the Fokker–Planck operator and its adjoint operator of the linear filter system, the asymptotic expressions of the pth moment Lyapunov exponent are obtained, and the results of which match the numerical results.  相似文献   

17.
In the present paper,the moment Lyapunov exponent of a codimensional two-bifurcation system is evaluted,which is on a three-dimensional central manifold and subjected to a parametric excitation by the ...  相似文献   

18.
The force of interaction between small particles in a gas induced by a temperature difference between the particle surface and the gas far away from the particle is considered. The particle dimensions correspond to the free-molecular, transitional, and continuum heat transfer regimes. A Monte-Carlo numerical method of direct statistical simulation of the solution of the nonlinear Boltzmann equation and the results of asymptotic solutions are used. The force of interaction between two hot or cold spherical particles is investigated. The dependence of the temperature force on the particle size, i.e. on the flow regime (Knudsen number), and the distance between the particles is examined. Approximations for these dependences are constructed.  相似文献   

19.
腐蚀缺陷的存在会降低管道的承载力,影响管道的正常运行.考虑了管道轴向与环向材料强度的各向异性,提出了腐蚀缺陷压力管道在内压、轴力和弯矩组合荷载作用下极限承载力的一组广义解.推导了等深度腐蚀、椭圆腐蚀和抛物线三种形状腐蚀缺陷管道的解析解.通过算例验证了解析解与广义解结果具有很好的吻合性.腐蚀形状对极限承载力有显著影响,把...  相似文献   

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