缓变主流中三维气泡的非线性振动

空化现象和水下噪声机制与液体中气泡的动力学行为密切相关．在无粘势流的假定下，采用多参数摄动分析，研究了缓变主流中三维气泡的非线性体积模态振动．推导了关于缓变泡形展开的各阶扰动方程，获得了一阶振动的演化方程和一些特殊情况下的解析解；并采用高阶有限元离散的边界积分方程方法，对平面固壁和自由面附近三维气泡的固有频率进行了数值计算     

IUPAC-LDPE的流变性测试实验之间的相对滑动

以IUPAC—LDPE熔体在150℃下详细的流变学表征实验和毛细管挤出实验为基础考察了该熔体在挤出实验中的滑动问题．根据相对滑动特性给出了判断相对滑动存在和计算相对滑动速度的方法．用Wagner模型，PSM模型和Osaki模型计算的表观剪切速率，在10s^-1时的毛细管壁面剪切应力比毛细管挤出实验给出的应力值高出约15％-17％，这个结果意味着IUPAC—LDPE熔体在挤出实验中存在滑动现象．在表观剪切速率为0．1，1．0和10s^-1时，挤出实验条件下的流动与根据在旋转流变仪上测定的流变特性用PSM模型计算的流动相比，它们之间存在的相对滑动速度分别为0．004，0．071和1．343mm／s．用Wagner模型和Osaki模型计算的相对滑动速度与PSM模型的结果相近．     

用简化Acierno模型预测LDPE熔体的触变环实验

考察了简化Acierno型本构方程的预测能力．用简化Acierno方程预测了LDPE(Q200)熔体的触变环实验,比较了该方程和变型Huang方程在拟合和预测触变环实验方面的差异．虽然简化Acierno方程只能拟合LDPE熔体的部分触变环实验,但该方程预测的触变环与实验值的偏差较小,而同样的计算条件下,变型Huang方程的预测结果与实验值相差较大．简化Acierno方程的构造比变型Huang方程的构造更为合理．     

瞬态空化泡演变过程的数值模拟

采用边界积分方程方法，对无粘流体中三个空化泡以及自由面附近二个空化泡相互作用的演变过程进行了数值模拟。计算中边界用二阶有限元离散，影响系数矩阵非对角线元素用六点高斯数值积分方法计算，对第一类、第二类完全椭圆积分用高次多项式近似，对计算系数矩阵对角线元素中遇到的奇异积分进行了特殊处理。结果表明，在不同的给定参数下，空化泡的溃灭形态各异，柱状射流和环形射流都有可能发生，使空化泡演变成双泡或环形泡。     

虚拟解法分析浸入边界法的精度

浸入边界法是对流固耦合系统进行建模和模拟的有效工具,在生物力学领域的应用尤为广泛．该文的工作主要包含两个部分:程序验证和精度分析．前者证明了程序的正确性,后者给出了浸入边界法的精度．两部分工作均使用虚拟解法作为研究工具．在程序验证部分,使用二阶空间离散格式进行数值计算,通过分析各种变量的离散误差,得到的程序计算精度阶是二阶,与理论精度阶一致,证明了数值计算所使用程序的正确性．精度分析部分工作在此基础上展开．引入压强跳跃,在动量方程中加入相应源项,通过分析带有源项的控制方程中各物理量的离散误差,证明浸入边界法只具有一阶精度．同时可以得出以下结论:粗网格无法敏感地捕捉浸入边界的影响;当Euler网格固定时,增加Lagrange标志点的数目并不会改善计算误差．     

水平均流中细管排放气泡的三维数值模拟

在液体为无粘不可压，流动有势和气体遵循完全气体绝热关系的假定下，本文应用边界积分方程方法数值模拟了水平均流中垂直细管排放气泡的三维动力学问题，边界采用高阶有限元表达。文中介绍了有关泡面法向矢量、切向速度、曲率和接触线等的计算技术。与已知解的比较，表明了这一数值方法的高精度和优越性。算例显示了水平均流对于气泡形状和体积的影响     

三维小空化数空泡流数值方法

采用均质平衡流空泡模型,引入基于求解液体质量份数输运方程的空泡流模型,提出新的压力密度耦合的压缩性方法和控制气液两相转换的源项,求解汽水混合介质的RANS方程和带低雷诺数修正的k-ε模型,实现了小空化数(σ=0.2~0.01)下水下航行体的空泡流数值模拟.得到清晰的空泡形态特征与内部结构,以及空泡长度和最大直径随空化数的变化规律,给出航行体运动阻力系数与空化数之间的变化关系.将计算结果与解析结果及实验数据进行比较表明,该方法保证了极小空化数下自然空泡流计算的稳定性与收敛性,提高了空泡形态特性的预报精度.     

二维水翼的局部空泡流研究

运用基于速度势的低阶边界积分方法研究了二维水翼的定常局部空化。通过迭代求解给定了空化数的空泡长度和空泡形状,运动学和动力学边界条件在迭代过程中满足;采用回射流模型和压力恢复闭合模型代替空泡后的高湍流度的二相尾流。计算结果和已发表的数值结果进行了比较。     

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.     

Analytical solutions of singularities moving with an arbitrary path when two fluids are present

The derivations are carried out for the velocity potentials of singularities moving withan arbitrary path either in the upper fluid or in the lower fluid with or without a horizontalbottom when two fluids are present.In such a case,the pressure distribution is no longerequal to a constant or zero at the free interface.Taking the influence of an upper fluid uponthe lower fluid into consideration,a series of fundamental solutions in closed forms arepresented in this paper.