加快油藏压力计算收敛速度的数值方法——分区块修正

本文以Watts提出的求解代数方程组的附加修正值法为基础,在油藏压力数值计算中,提出了一种加快油藏压力计算迭代收敛速度的分块修正技术.在计算过程中,将原来的整个计算区块一个修正值,改变成根据边界以及各计算区块孔隙度的不同,对不同的计算区域分块修正.通过计算表明,在同等计算条件下,分块修正技术较之单块修正明显加快了计算迭代收敛速度,最后本文对分块修正加快收敛速度的原因做了分析.     

方腔尺寸对封闭方腔内多块孤立平板自然对流换热影响的数值分析

１引言封闭方腔内多块孤立平板自然对流换热是许多电子设备散热的近似模拟，因此，了解封闭方腔内多块孤立平板的自然对流换热规律，对于电子设备的热设计具有重要的意义。国内外许多学者针对这方面的问题进行了较为广泛的研究［１－５］，许多学者研究了封闭方腔内一块或...     

微结构表面封闭式喷雾冷却传热特性

以蒸馏水为工质,在闭式循环喷雾冷却系统上,变化喷雾流量,研究了表面几何结构对喷雾传热性能的影响。从对流换热和相变换热比例关系的角度,对喷雾换热机理进行了实验研究。结果表明:与光滑表面相比,微结构表面可明显增强喷雾换热强度,这主要归因于相变换热的增强。表面温度较低时,直肋面换热效果最好 ;增大流量,光面换热增强,而直肋面变化不明显。表面温度较高时,方肋面换热效果最好;随着流量增大,所有面换热均增强。对于微结构表面,相变换热份额均大于50%,故而以相变换热为主;而光滑表面,即使在温度较低时,相变换热份额也大于20%。临界热流密度与三相接触线长度正相关,流量为15.9 mL/min时,方肋面、直肋面和光面的临界热流密度依次为159.1,120.2,109.8 W/cm2,蒸发效率分别为96.0%,72.5%,67.1%。     

求解N-S方程的多边形网格与三角形网格对比

本文介绍了基于边的数据结果离散对流扩散方程的方法,编制了适用于任意多边形单元网格的有限容积法计算程序,利用方腔自然对流、外掠后台阶和移动顶盖驱等算例考察了三角形网格与多边形网格在数值计算方面的性能差别.结果表明,采用三角形网格收敛较慢且不容易获得网格无关的解,而采用与三角形网格对偶的多边形网格则收敛较快且易获得网格无关的解.     

不同多边形网格计算性能的比较

利用基于多边形网格的有限容积法计算程序,考察了由三角形网格生成的三种多边形网格用于求解层流N-S方程组的数值特征.结果表明,收敛特性与多边形的构造方法无关,但计算结果的精度与网格类型有关,满足局部正交的PEBI网格精度最高,而由三角形形心相连构成的多边形精度较差.就方腔自然对流问题而言,在边界附近铺几层正交网格有利于提高努谢尔特数的精度.     

油包水乳状液中水滴微观电聚结特性研究

本文以白油和水为实验介质,利用显微高速摄像系统结合图像处理技术研究了高压电场作用下油中100μm以下水滴群的聚结特性。结果表明:正弦交流、方波和交流脉冲电场作用下液滴聚结以偶极聚结、振荡聚结和链式聚结为主。不同频率时液滴都可成链,粒径较大、含水率较高时更容易成链。链式聚结主要有3种形式。方波和交流电场下形成的液滴链要比交流脉冲电场中形成的液滴链长。直流脉冲电场作用下液滴主要以偶极聚结、电泳聚结为主,没有发现液滴成链现象。     

非结构化网格的扩散通量计算方法评价

本文分析对比了5种用于非结构化网格的扩散项的离散格式的精度和运算量。结果表明,除简单投影法外,其它方法的精度相差不大,但计算量差别较大。在此基础上,改进了Kobayashi的法向梯度法,克服了它对网格质量依赖较强和易于发散的缺点。总的结果表明在非结构化网格上提高扩散通量的计算精度仍然是一个值得继续研究的问题。     

金属泡沫内纳米流体强化传热研究

金属泡沫集优良的力学、声学、电磁学和传热学性能于一体,易于集成换热器和散热器。本文基于局部非热平衡模型对纳米流体在金属泡沫内的双强化换热效果进行了数值研究,分析了泡沫形态参数和纳米颗粒浓度对其流动和换热的影响。研究了以水作为基本介质的纳米流体在金属泡沫内流动时的二次项效应、热弥散效应以及局部非热平衡效应,比较了不同模型对强化换热效果的影响。结果表明,换热随孔隙率减小或孔密度增加而逐渐增强,纳米颗粒使流体压降和换热性能都增加;对于含纳米颗粒的水,在金属泡沫内对流换热的惯性效应和热弥散效应在流速较大时更明显;局部非热平衡特性在固体导热系数较大时比较明显。     

网格单元形状对数值计算的影响

实现了二维非结构化网格上的N-S方程的离散,编制了非结构化同位网格上的SIMPLE程序,针对CFD/NHT 中几个有基准解的问题进行了试算考核。结果表明,在步长基本相同的情况下,四边形网格的收敛速度和解的精度都优于 三角形网格,尤其是收敛速度更明显;使用考虑边界贴体特性的边界层网格,解的精度优于均匀网格。     

基于非结构网格的不可压流动耦合求解器

采用非结构化网格有限容积法求解了不可压N-S方程组,对流项采用GAMMA格式,扩散项采用二阶中心差分格式建立离散方程,用SOAR算法处理压力与速度的耦合关系,得到了一种求解不可压N-S方程的非结构网格耦合求解器。通过方腔顶盖驱动流、后台阶绕流以及方腔自然对流等几个典型的算例,考察了求解器的计算精度及收敛特性,并与SIMPLE算法进行了比较,结果表明该求解器是有效可行的。