空腔粘性流的格子气模拟

本文用七态格子气模型研究二维矩形空腔流,对上边界或同时对上、下边界采用匀速边界和壁面施力边界以模拟不同的空腔流动,与实验数据和其它计算结果相比,本文计算的速度分布是可信的。     

水湿储层水驱油微观驱替特征的网络模拟研究

应用逾渗理论,基于计算机随机建模方法,建立了水湿储层三维网络模型.模型的孔隙喉道半径采用截断式威布尔分布随机产生,通过与实际岩心相渗曲线的拟合,验证了模型的有效性.计算了形状因子、孔隙度、导流率等参数,为模拟过程提供基础数据.应用建立的网络模型,模拟了饱和油和水驱油两个驱替过程,分析了孔隙特性参数对相对渗透率及驱替效率的影响.结果表明:随着孔喉比的降低、配位数的增加、形状因子的增加(在一定范围内),水相渗透率降低,油相渗透率升高,残余油饱和度降低,驱替效率增大.与其他理想模型相比,模型可以更真实地研究油水两相流动特征.     

粘性土微观结构SEM图象的定量研究

介绍了Videolab图象处理系统的工作原理和特点,粘性土微结构单元体定向性的测定方法,以及运用该系统对我国某些典型粘性土微结构SEM图象进行处理的结果.     

化学反应对流过半无限垂直多孔板的粘性耗散非定常磁流体流动的影响

分析了化学反应,对流过半无限竖直多孔板的、粘性耗散的、非定常的磁流体流动的影响．利用随时间变化的相似参数,将运动、能量、溶质的控制方程变换为常微分方程,并用有限单元法数值地求解所得到的常微分方程．用图形给出了不同参数对速度、温度和浓度分布的影响,用表格给出了不同物理参数值时,表面摩擦力、Nusselt数和Sherwood数的数值．     

Mesoscopic Numerical Study on Flow Boiling Heat Transfer Performance in Channels With Multiple Rectangular Heaters北大核心CSCD

The flow boiling phenomenon in a channel with multiple rectangular heaters under a constant wall temperature was numerically studied with the lattice Boltzmann method. The effects of spacings between heaters, heater lengths and heater surface wettabilities on the bubble morphology, the bubble area and the heat flux on the heater surface, were studied. The results show that, the bubble growth rate increases with the spacing between heaters. The larger the bubble area is, the earlier the nucleated bubbles will leave the heater surface. The corresponding boiling heat transfer performance increases by 12% with the spacing between heaters growing from 250 lattices to 1 000 lattices. On the other hand, the longer the heater length is, the earlier the bubble will nucleate and leave the heater surface, and the better the boiling heat transfer performance will be. The boiling heat transfer performance increases by 13% with the heater length rising from 16 lattices to 22 lattices. In addition, the bubble nucleates later on the hydrophilic surface than on the hydrophobic surface. Compared with the hydrophilic surface, the hydrophobic surface retains residual bubbles after the leaving of bubbles from the heater. The average heat flux and the bubble area of the hydrophilic surface are less than those of the hydrophobic surface. With the contact angle changing from 77° to 120°, the heat transfer performance increases by 26%. Finally, the orthogonal test results indicate that, the wettability of the heat exchanger surface has the greatest influence on the flow boiling heat transfer performance, while the heater length has the least influence. © 2022 Editorial Office of Applied Mathematics and Mechanics. All rights reserved.     

Lattice Boltzmann Study on the Motion of Dual Droplets in Microchannels With Contact Angle Hysteresis北大核心CSCD

接触角滞后表现为流体在非理想固体表面上运动时前进接触角和后退接触角不同,是两相流体在润湿表面上流动的重要现象.该文采用改进的伪势格子Boltzmann(LB)多组分模型,并与几何润湿边界条件相结合,研究了两个液滴在具有接触角滞后性微通道表面上的运动行为,主要研究了通道内特征数、通道表面性质以及液滴初始参数的影响.研究结果表明：毛细数的增大有助于液滴的移动,然而并不利于液滴的排出,且毛细数的增加对上游液滴的影响大于其对下游液滴的影响;另一方面,接触角滞后性窗口越大,液滴运动和形变更迟缓,但形变程度更明显,两液滴更早地发生合并,但更晚地排出管道;液滴间距的增加使液滴的运动行为在不同阶段表现为不同的模式,但都导致通道中残留小液滴,使得液滴排出通道的时间增加.研究结果还表明：上游液滴和下游液滴的相对尺寸差距越大,越不利于液滴排出管道.     

三维矩形槽道中颗粒沉降的数值模拟

采用三维格子Boltzmann方法对矩形通道中的颗粒沉降进行了模拟研究．单颗粒沉降的模拟结果表明,颗粒最终的稳定沉降位置沿槽道中心线,不受颗粒初始位置和直径的影响．颗粒和壁面之间的两体相互效应可以用无因次沉降速度定量描述,无因次沉降速度的模拟结果和实验结果定量上吻合一致．模拟分析了双颗粒沉降的DKT（drafting, kissing and tumbling）过程,探讨了颗粒直径比以及壁面效应对DKT过程的影响．模拟发现当颗粒直径相同时,双颗粒的沉降过程为周期性的DKT过程,从而形成双螺旋形式的沉降轨迹,此螺旋沉降轨迹的频率和振幅受颗粒初始位置影响．从模拟结果中还得到颗粒群的最终稳定构型,并进行了构型对比分析．最后对包含49个颗粒的颗粒群沉降行为进行了模拟,说明多体相互作用在对称性的情况下可以简化．     

弱粘性流体中垂直激励表面波的阻尼效应

在竖直振动的圆柱形容器中,将Navier-Stokes方程线性化,利用两时间尺度奇异摄动展开法研究了弱粘性流体的单一自由面驻波运动．整个流场被分为外部势流区和内部边界层区两部分,对两部分区域分别求解,得到包含阻尼项和外驱动影响的线性振幅方程．利用稳定性分析,得到形成稳定表面波的条件,给出了临界曲线．此外,还获得了阻尼系数的解析表达式．最后,将线性阻尼加到理想流体条件下所得到的色散关系中对其进行修正,理论结果证明修正后的驱动频率更加接近实验的结果．通过计算发现,当驱动的频率较低时,流体的粘性对表面波模式选择有重要影响,而表面张力的影响不明显;但当驱动频率较高时,流体的表面张力起主要作用,而流体的粘性影响甚小．     

Lattice Boltzmann simulation for the spiral waves in the excitable medium

We propose lattice Boltzmann method for the spiral waves. Using Chapman-Enskog expansion and multiscales technique, we obtain equilibrium distribution functions of the model. As an example, we simulate the Selkov reactions with scratching mark, i. e. using a scratching mark pacemaker, obtained one classical spiral waves.     

基于格子Boltzmann方法的液滴撞击具有不同润湿性孔板的研究

基于格子Boltzmann方法,对液滴撞击不同湿润性节流孔板表面进行了数值模拟.主要研究了在液滴撞击过程中,Weber数(We)、孔板表面湿润性和孔板尺寸对液滴通过孔板时不同状态的影响.数值模拟结果表明:孔板为亲水特性时,在较低We下,液滴不会与孔板表面脱离,而是附着在孔板下表面,并且在毛细作用下液滴会在孔道中上升一段...     

Spiral waves in CIMA model and its LBGK simulation

Introduction In 1952, Turing set up a formalism capable of describing formation of stationary concentration patterns by symmetry breaking in'reaction-diffusion systemsl']. This type of spatiallydistributed stationary concentration pattern is called Turing pattern. Another type of interesting structure is concentration spiral wave which is also involved in reaction-diffusion systems.In a special case, called the activator-inhibitor system, the following chemicajs are involved:an activator capa…     

粘性流体两相多孔介质非线性动力问题的罚有限元法

采用基于混合物理论的多孔介质模型,给出粘性流体饱和两相多孔介质非线性动力问题的控制场方程以及相应边值和初值问题的提法,用Galerkin加权残值法导出罚有限元公式,并给出该非线性方程组的迭代求解方法。考虑了体积分数和渗透率与变形相关的情况。用编制的有限元程序计算分析了一维多孔柱体在脉冲载荷作用下的瞬态响应,数值结果表明文中方法正确有效。     

曲线网格下基于粘声分离方法的流噪声计算

在曲线网格下基于粘声分离方法对流场中的静止圆柱同声波和涡波的相互作用进行研究.首先推导了曲线坐标系下、适用于水流噪声的粘声分离方法(viscous acoustic splitting method,VASM)控制方程,并采用7点色散关系保持(dispersion-relation preserving,DRP)格式和四阶时间差分格式进行计算.然后将静止流场中圆柱壁面对声波反射的计算结果同理论值进行比较,验证了计算方法模拟水中物体对声波散射的准确性.进而模拟了旋涡行走发声的特性,并分析了流速等对声场特性的影响.