激光诱导击穿空气等离子体光谱及半经验理论模拟

利用Nd∶YAG激光器输出的1 064 nm激光进行了激光诱导击穿空气光谱实验,测量了空气等离子体的时间分辨光谱。基于局域热动力学平衡模型,建立了模拟激光诱导击穿光谱的方法。对700~900 nm波段的空气等离子体光谱进行了模拟。通过模拟结果与实验结果的比较,进一步估算出了空气中氮、氧和氩的相对含量。     

基于化学仿真实验平台的师范生微格训练新方法研究

为有效改善高师院校化学专业师范生的微格教学现状,切实提高微格教学质量,通过对微格教学现实困境和化学仿真实验平台优势的分析,提出了基于化学仿真实验平台的师范生微格训练新方法,并以“富集在海水中的元素--氯”为例,介绍了运用该平台进行微格教学的方法与效果。     

Modified characteristic finite difference fractional step method for moving boundary value problem of nonlinear percolation system

A fractional step scheme with modified characteristic finite differences running in a parallel arithmetic is presented to simulate a nonlinear percolation system of multilayer dynamics of fluids in a porous medium with moving boundary values. With the help of theoretical techniques including the change of regions, piecewise threefold quadratic interpolation, calculus of variations, multiplicative commutation rule of difference operators, multiplicative commutation rule of difference operators, decomposition of high order difference operators, induction hypothesis, and prior estimates, an optimal order in l ² norm is displayed to complete the convergence analysis of the numerical algorithm. Some numerical results arising in the actual simulation of migration-accumulation of oil resources by this method are listed in the last section.     

Simple lattice Boltzmann approach for turbulent buoyant flow simulation

In the present work, a simple large eddy simulation （LES）-based lattice Boltz- mann model （LBM） is developed for thermal turbulence research. This model is validated by some benchmark tests. The numerical results demonstrate the good performance of the present model for turbulent buoyant flow simulation.     

Numerical modeling and simulation of PEM fuel cells: Progress and perspective

This paper provides a comprehensive review on the research and development in multi-scale numerical modeling and simulation of PEM fuel cells. An overview of recent progress in PEM fuel cell modeling has been provided. Fundamental transport phenomena in PEM fuel cells and the corresponding mathematical formulation of macroscale models are analyzed. Various important issues in PEM fuel cell modeling and simulation are examined in detail, including fluid flow and species transport, electron and proton transport, heat transfer and thermal management, liquid water transport and water management, transient response behaviors, and cold-start processes. Key areas for further improvements have also been discussed.     

稀薄气体动力学: 进展与应用

简要回顾了稀薄气体动力学的发展历程; 重点介绍了该领域最近二三十年的主要进展, 这突出表现在分子模拟方法(DSMC 方法、信息保存方法等) 的迅速发展与成功应用; 概述了航天工业、真空技术、微机电系统等尖端技术中的稀薄气流问题, 以及最近几届国际稀薄气体动力学会议的主题. 在此基础上指出了学科前沿问题, 以及几个与实际应用有关的重大问题, 如过渡流区高超声速三维非平衡流场的精细预测和实验验证、热层大气的时空演化规律与探测、以气体为介质的微机电系统设计与优化、真空环境下原子水平的材料制备工艺的定量设计.     

城市大气环境的大涡模拟研究进展

本文回顾城市大气污染扩散的研究实践与进展, 介绍城市大气环境流动的特点和用现代计算流体力学手段开展城市大气环境的大涡模拟研究方法, 包括: 数学模型, 控制方程、亚网格湍流模式、定解条件及其数值方法. 其中, 重点介绍中尺度到微尺度的耦合模型与适用于复杂城市下垫面(满足大涡模拟分辨率要求且计算量较小)的组合模型;并给出实际算例和结果分析, 包括准确度的统计估算和湍流特性等. 最后, 讨论城市大气环境数值模拟方法进一步改进的方向和城市大气环境流动与污染物扩散数值研究应重点关注的几个问题.     

非定常阵风场对沙粒跃移运动的影响浅析

野外阵风具有大尺度结构的非定常特征和小尺度结构的高频脉动特性,是造成风沙流输沙量波动和沙粒间歇性跃移的主要原因. 阵风的非定常性和脉动越显著,采用平均风速及沙粒粒径均一化分析风沙问题的误差越大,是野外观测、风洞实验及数值模拟的结果彼此偏差极大的主要因素. 野外阵风条件下的风沙跃移研究目前仍缺乏能够用于规范数学模型的有关阵风场和输沙率特征的可靠实时测量,有赖于风沙流整场高频测量技术和风洞模拟技术的发展.     

砂土地基锚板基础抗拔承载力PFC数值分析

在模型试验的基础上,采用PFC离散单元法对条形锚板基础在中密砂土地基中的抗拔性能进行了数值分析。数值模拟采用簇颗粒单元来模拟砂粒的不规则形状,颗粒级配根据模型试验福建标准砂的级配按照相似级配法生成,细观参数根据数值双轴试验确定。水平锚板数值模拟结果与模型试验结果基本一致。与模型试验结果相比,颗粒流数值模拟能得到颗粒间接触力链的分布及其演化规律,能从细观角度来探明宏观抗拔承载力特性的演化机理。在此基础上对倾斜锚板上拔过程进行了模拟,分析了锚板前后砂粒的运动趋势以及接触力链的演化规律,并与已有承载力结果进行了对比分析。     

缝洞型多孔介质中多相流的有限体积法数值模拟

本文研究的碳酸盐岩油藏储集体属于缝洞型多孔介质.这类缝洞型多孔介质由裂缝、溶蚀孔洞和低孔隙度低渗透率的基岩组成.裂缝是空隙流体流动的主要通道;溶蚀孔洞大小从几厘米到数米不等,渗透率和孔隙度都很高,是流体主要的储集空间.由于缝洞型多孔介质空隙空间的复杂性和强非均质性,数值计算中基本控制方程的空间离散应采用非结构化网格的计算模型.本文采用有限体积法模拟缝洞型多孔介质中多相流体的流动,并给出了相应的单元中心格式有限体积法的计算公式.裂缝介质和溶洞介质中单元间多相流体的流动考虑为高速非达西流,其质量通量采用Forchheimer定律计算.非线性方程的离散选取全隐式格式,并采用Newton-Raphson迭代进行求解.通过两个二维模型注水驱油的数值模拟,验证了本文方法的有效性.