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1.
悬浮颗粒运动的格子Boltzmann数值模拟   总被引:7,自引:0,他引:7  
吴锤结  周菊光 《力学学报》2004,36(2):151-162
将固体颗粒的牛顿力学和格子Boltzmann方法相结合,研究不规则形状悬浮颗粒在流场中的运动。通过受力分析,精确求得其所受合力、合力矩、合力作用中心等。提出了跟随颗粒运动的动网格计算域技术和模拟悬浮颗粒转动运动的局部数组方法及Euler-Lagrange两套坐标技术。通过对椭圆颗粒运动的数值模拟和对照他人对矩形颗粒的研究,分析了其复杂运动规律,并提供了合理的物理解释。结果表明:运用格子Boltzmann方法和上述特殊技术可以得到与有限元方法相同的模拟精度,且具有计算速度快、对复杂形状边界处理方便灵活、程序简单及特别适合大规模并行计算等优点。  相似文献
2.
壁面约束对柱状粒子在牛顿流体中沉降影响的研究   总被引:5,自引:0,他引:5  
格子Boltzmann方法(LBM)直接数值模拟了在有壁面约束的流场中柱状粒子的沉降。结果说明粒子在壁面的影响下,会离开管壁向管中心移动,移动速度先是增大,然后随着与管壁距离的增加,逐渐减小,粒子中心最后并不一定停留在管中心。随着粒子与壁面距离的增加,粒子的沉降速度将增大,可见壁面对粒子沉降有阻碍作用,平行于粒子轴线的壁面对粒子沉降的影响比垂直于粒子轴线壁面的影响大。  相似文献
3.
用格子Boltzmann方法模拟液滴撞击固壁动力学行为   总被引:3,自引:2,他引:1       下载免费PDF全文
首次用格子Boltzmann方法中的伪势模型对液滴撞击固壁的动力学行为进行了数值模拟.详细研究了液滴在壁面上的流动状态以及各种因素对撞击过程的影响.通过数值模拟得到:壁面的可润湿性越小,液滴越容易发生反弹,液滴的回缩速度越快;液滴的撞击速度越大,所得到的相对直径越大,回缩速度越快;液滴的粘性越小,所得到的相对直径越大;液滴的表面张力越大,液滴越容易发生反弹现象.另外,液滴的最大相对直径与We数满足一定的线性关系,这些结果与前人的理论预测和实验结果完全吻合.  相似文献
4.
模拟MKDV方程的格子BGK模型   总被引:1,自引:0,他引:1  
目前,格子Boltzmann方法已被广泛应用于模拟各种非线性方程.文中用D1Q4模型给出MKDV方程的带修正项的BGK型格子Boltzmann法.数值模拟与理论结果吻合很好.  相似文献
5.
流向振荡圆柱绕流的格子Boltzmann方法模拟   总被引:1,自引:0,他引:1  
龚帅  郭照立 《力学学报》2011,43(1):11-17
用一种新近发展起来的格子Boltzmann方法(LBM)在相对较小的雷诺数(Re≤200)条件下模拟了不可压缩的流向振荡圆柱绕流问题,考查了涡脱落模态和升阻力特性.通过模拟,在近尾流区发现了实验研究中已经发现的对称/反对称的涡脱落模态,包括有些传统数值方法未发现的模态.研究了频率锁定区域的范围及其与振幅的关系,发现振幅越大,发生锁定的频率区域越宽.此外还对升阻力进行了定量意义的模拟,研究了振荡频率和振幅与升阻力的关系.  相似文献
6.
横向振荡圆柱绕流的格子Boltzmann方法模拟   总被引:1,自引:0,他引:1  
龚帅  郭照立 《力学学报》2011,43(5):809-818
基于格子Boltzmann方法(LBM)对不可压横向振荡圆柱绕流问题进行了数值研究.与传统的求解宏观的N-S方程的数值方法不同,LBM求解此类问题不需要采用动网格,而且不需要对网格进行特殊处理,从而节约了计算成本.结果显示,当振荡频率增加到相应的静止圆柱绕流的自然涡脱落频率附近时,圆柱后最新形成的集中涡距离柱体越来越近,直到达到一个极限位置.随后,集中涡突然转向圆柱体另一侧脱落.当振荡频率接近于静止圆柱的自然涡脱落频率时,发生频率同步的现象.随着振荡频率远离自然涡脱落频率,同步现象消失.在几种次谐振荡和超谐振荡下,尾流区的涡脱落频率仍为相应的静止圆柱绕流的自然涡脱落频率.  相似文献
7.
双圆柱绕流特性的模拟研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用格子Boltzmann方法对低雷诺数下气体绕流圆柱的规律进行了研究.对比计算了双圆柱在不同圆心距、不同Re数、不同来流速度与双圆柱圆心连线角度的情况下,各个圆柱的受力大小和曳力系数.结果表明,若Re数为20,改变圆柱间距,圆柱间距在1.2d和1.4d之间时,下游圆柱所受曳力有极小值;双圆柱间距为1.6d时,双圆柱受到总曳力最小;圆柱间距大于2d时,上游颗粒受到的曳力不再受到下游颗粒的影响.若圆柱间距为1.2 d,改变雷诺数,Re数在30和40之间,下游圆柱所受曳力有极小值.另外,来流速度角度对圆柱的受力影响很大.上述规律为低Re数下圆柱绕流的深入研究与应用打下基础.  相似文献
8.
本文给出了用于求解Ginzburg-Landau方程的格子Boltzmann模型。通过构造平衡态分布函数的矩函数,我们给出了宏观物理量与平衡态分布函数之间的变换。作为一种特殊情况,得到了各向同性的平衡态分布函数,这后,我们证明了该算法收敛到Ginzburg-Landau方程。  相似文献
9.
用格子Boltzmann方法计算混合层中的流动问题。在流场的入口处加不同频率、振幅和相位的小扰动,观察混合层中旋涡的演进机理,模拟二维混合层中旋涡合并现象。在基本扰动波的基础上,又加入频率为基本波频率一半的亚谐波,得到了两个涡合并的计算结果,当加入的亚谐波频率为基本波频率的三分之一时,得到了三个涡合并的计算结果。这些计算结果与已有文献的结果基本一致,显示用格子Boltzmann方法模拟混合层问题是可行的。  相似文献
10.
采用格子Boltzmann-虚拟区域方法对并列双椭圆柱绕流进行了模拟研究。首先,通过与并列双圆柱的结果进行对比,验证了数值方法的有效性。其次对雷诺数为200时两种间距(g=0.5a和2.0a,g为柱体表面间距,a为椭圆长轴)的情况进行了研究,考察了椭圆长轴与短轴之比,即α值对柱体升阻力系数及涡结构的影响。研究发现,与圆柱相比,对于g=0.5a椭圆柱的升阻力系数可能出现两种变化,一是升阻力随时间演化较规则,接近周期性;二是流场可能长时间偏向于其中一个椭圆柱,这些变化与α的值有关。对于g=2.0a,两个椭圆柱后的某一区域内会出现四列涡街,经过一段时间,四列涡街又会演化成两列向两侧扩张的涡街。  相似文献
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