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相似文献
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1.
高浓度固-液两相流紊流的动理学模型   总被引:5,自引:0,他引:5  
唐学林  徐宇  吴玉林 《力学学报》2002,34(6):956-962
采用分子动理学方法,基于固-液两相流液相分子或颗粒相颗粒的Boltzmann方程,对Boltzmann方程分别取零矩和一次矩,则得到高浓度固-液两相流紊流的连续方程和动量方程,再和较成熟的低浓度两相流连续方程和动量方程比较,取低浓度两相流控制方程中较成熟合理的有关项和高浓度时由动理学方法推导出的颗粒间碰撞项,则得到高浓度固-液两相流紊流的最终控制方程:连续方程和动量方程.  相似文献   

2.
低浓度固液两相流的颗粒相动理学模型   总被引:11,自引:0,他引:11  
傅旭东  王光谦 《力学学报》2003,35(6):650-659
用广义Fokker-Planck扩散模型描述液相湍动对颗粒的挟带作用,用修正的BGK模型描述粒间碰撞效应,建立了封闭的颗粒相PDF输运方程.运用Chapman-Enskog迭代法求得方程的二阶近似解,获得颗粒相脉动速度二阶矩和三阶矩闭合关系.模型与颗粒流模型相容,与液相湍流闭合模型是否相容依赖于扩散模型的具体形式,并据此比较了不同的涡一颗粒作用模型.模型与二维明渠流轻质沙和天然沙试验资料符合很好.表明细小粒径颗粒能够充分跟随水流运动;大粒径颗粒的相间平均速度差和壁面滑移速度明显,近壁区内的颗粒沿流向和垂向脉动强度都可能大于水流,并存在一定程度的颗粒碰撞效应.  相似文献   

3.
悬移质泥沙通常构成冲积河流总输沙量的主体, 研究悬移质的悬浮机理具有重要的意义. 以双流体模型为基础, 通过引入弥散速度的概念, 建立了悬移质泥沙的输沙方程以及泥沙扩散系数的本构关系. 应用该方程分析了二维明渠均匀流中悬移质泥沙浓度垂向分布规律, 并与Einstein 和Chien 的泥沙浓度实验资料及经典扩散理论进行了对比. 以此为基础, 分析了紊动扩散、颗粒自身的紊动、颗粒碰撞应力对泥沙悬浮的影响在垂向上的变化, 以及浓度、粒径等对这些因素的影响. 结果表明, 泥沙颗粒在明渠紊流中的扩散是浑水的紊动扩散、颗粒自身的紊动、颗粒碰撞应力3 部分不同机制共同作用的结果, 把泥沙颗粒的悬浮简单归因于水流的紊动是不全面的.  相似文献   

4.
竖置管流中液固两相脉动特性和颗粒浓度分布   总被引:5,自引:0,他引:5  
刘大有  路展民 《力学学报》2000,32(5):552-558
利用激光多普勒分相测量技术,考察了液固两相自下而上通过竖置矩形管时,固、液两相的时均速度、流向及横向的脉动强度和颗粒相的相对浓度分布,证实了颗粒浓度的横向分布主要取决于颗粒的横向脉动强度分布(即npvp′2^-=常数)的分析结果。  相似文献   

5.
《力学学报》2000,32(5):554-558
利用激光多普勒分相测量技术,考察了液固两相自下而上通过竖置矩形管时,固、液两相的时均速度、流向及横向的脉动强度和颗粒相的相对浓度分布,证实了颗粒浓度的横向分布主要取决于颗粒的横向脉动强度分布(即  相似文献   

6.
湍流两相流的脉动速度联合PDF输运方程   总被引:4,自引:1,他引:4  
概率密度函数(PDF)的方法是构造两相湍流模型的一种重要的方法.构建气体-颗粒速度联合PDF输运方程的关键是颗粒所见气体微团速度的Langevin方程.首先由N-S方程出发,精确推导出颗粒所见气体微团脉动速度的Langevin方程,进而通过理论分析表明,对比通常采用的颗粒所见气体微团瞬时速度的Langevin方程而言,采用前者能有效地减少关联量的统计偏差.最后,给出了颗粒-气体脉动速度的联合PDF输运方程.  相似文献   

7.
关于颗粒悬浮机理和悬浮动的讨论   总被引:7,自引:1,他引:6  
刘大有 《力学学报》1999,31(6):661-670
从分析气体分子的悬浮和静水中Brown微粒的悬浮之机理出发,论述了重力场中粒子(分子、微粒等)的悬浮不一定需要其它外力,粒子本身的任何形式的无规则运动,达到一定强度后都能使粒子弥散悬浮.河流中的泥沙颗粒和气(水)力输送管道中的颗粒的悬浮也主要靠颗粒物的无规则运动.作用于颗粒的升力和其它力可改变颗粒悬浮沿高度的分布,但仅用这些力(若无任何无规则运动)无法解释颗粒的弥散悬浮状态.讨论了颗粒对流动阻力的双重作用:支持颗粒悬浮的湍流脉动因引入颗粒而削弱,这是颗粒的减阻作用;颗粒增阻的一个主要机制是,流体给予颗粒的水平动量在颗粒一壁面碰撞中不断地损失.用悬浮动概念解释颗粒引起的增阻是不正确的.  相似文献   

8.
从分析气体分子的悬浮和静水中Brown微粒的悬浮之机理出发,论述了重力场中粒子(分子、微粒等)的悬浮不一定需要其它外力,粒子本身的任何形式的无规则运动,达到一定强度后都能使粒子弥散悬浮.河流中的泥沙颗粒和气(水)力输送管道中的颗粒的悬浮也主要靠颗粒物的无规则运动.作用于颗粒的升力和其它力可改变颗粒悬浮沿高度的分布,但仅用这些力(若无任何无规则运动)无法解释颗粒的弥散悬浮状态.讨论了颗粒对流动阻力的双重作用:支持颗粒悬浮的湍流脉动因引入颗粒而削弱,这是颗粒的减阻作用;颗粒增阻的一个主要机制是,流体给予颗粒的水平动量在颗粒一壁面碰撞中不断地损失.用悬浮动概念解释颗粒引起的增阻是不正确的.  相似文献   

9.
陈鑫  余锡平 《力学学报》2012,44(1):65-70
基于雷诺平均的水沙两相流方程, 建立了一个非平衡全沙输移二维数学模型. 模型考虑相间相对运动以及多颗粒之间的相互影响, 通过相间作用力进行两相耦合.和传统的单相流模型以及低浓度两相流模型相比, 该模型摆脱了依赖经验公式给定床面边界条件的局限性. 针对明渠净冲刷问题, 在合理给定水相和泥沙相边界条件的前提下计算了泥沙浓度分布的沿程变化, 并利用物理模型实验的结果和理论解验证了数学模型的正确性,同时也分析了明渠净冲刷问题中紊动扩散和重力沉降现象的特征.   相似文献   

10.
泥沙起动临界切应力研究   总被引:11,自引:0,他引:11  
泥沙起动是河流动力学基础理论中最基本的问题之一.从非均匀沙起动的特点出发,研究了泥沙颗粒起动的内在机理及水力、泥沙因素在泥沙起动中的作用.通过对瞬时作用流速及起动标准、泥沙颗粒在床面的相对暴露度、附加质量力等问题的分析及其表达式的引入,使泥沙起动在理论上进一步完善.采用泥沙颗粒沿床面滚动的模式,推得了非均匀沙起动临界无因次切应力公式.该公式包含了与水流脉动及泥沙颗粒相对暴露度相关的系数.对公式中的系数进行了理论分析,并采用实测资料进行了检验,证明了公式的合理性.  相似文献   

11.
扩散抛物化Navier-Stokes方程数值解法评述   总被引:4,自引:0,他引:4  
王汝权  申义庆 《力学进展》2005,35(4):481-497
20世纪60年代末期在边界层理论基础上发展起来的各种简化Navier-Stokes (N-S)方程(统称为扩散抛物化N-S方程)及其算法, 较为彻底地解决了无黏流及黏流的相互干扰问题, 并为高雷诺数大型复杂黏性流场的数值模拟开辟了新的途径. 本文将系统地评述这一领域的主要成果, 包括各种简化N-S模型的优缺点; 数学奇性及正则化方法; 代表性的数值解法以及最近几年的新进展.   相似文献   

12.
The mass migration velocity(absolute velocity)of component i in a multicomponent flow is equal to the convection velocity(frame velocity)plus the diffusion velocity(relativevelocity).The diffusion velocity as well as the corresponding diffusion coefficient depends on how the convection velocity is adopted.In turbulent flow,the mass migration velocity of component i is(?)(mass-weighted time average velocity).The diffusion velocity(-a)consists of turbulent diffusionvelocity(?)and molecular diffusion velocity(?)(?is the simple time average velocity of component i and a is a certain convection velocity).So,the part of turbulent diffusion velocity is independent of what convection velocity is taken.In the mass conservation equation for component i,the expression for the diffusion term on its right-hand side will change when the convection velocity on its left-hand side changes.In turbulent flow,there could be no diffusion terms,or a turbulent diffusion term only,or both the turbulent and molecular diffusion  相似文献   

13.
IntroductionThestochasticoptimalcontrolproblemsofreflecteddiffusionprocesseshasbeenconsideredbysomemathematicians,forinstance ,P .L .Lionsin [1 ] ,andJ.L .MenaldiandM .Robinin[2 ] .Inthispaper,wewillconsiderastochasticoptimalcontrolproblemofreflecteddiffusionswit…  相似文献   

14.
对流扩散方程的迎风变换及相应有限差分方法   总被引:15,自引:0,他引:15  
陈国谦  高智 《力学学报》1991,23(4):418-425
本文提出所谓迎风变换,将对流扩散方程分解为对流迎风函数和扩散方程,并构造相应的有限差分格式。对流迎风函数以简明的指数解析形式反映对流扩散现象的迎风效应,原则上消除了源于不对称对流算子的困难,能够便利对流扩散方程的数值求解。有限差分格式具有二阶精度和无条件稳定性,算例表明其准确性、收敛速度及对边界层效应的适应能力均明显优于中心差分格式和迎风差分格式。  相似文献   

15.
SINGULARPERTURBATIONOFINITIALBOUNDARYVALUEFROBLEMSOFREACTIONDIFFUSlONEQUATIONWITHDELAYZhangXiang(张祥)(AnhuiNormalUniversity)Wu...  相似文献   

16.
When transport is advection-dominated, classical numerical methods introduce excessive artificial diffusion and spurious oscillations. Special methods are required to overcome these phenomena. To solve the advection‒diffusion equation, a numerical method is developed using a discontinuous finite element method for the discretization of the advective terms. At the discontinuities of the approximate solution, numerical advective fluxes are calculated using one-dimensional approximate Riemann solvers. The method is stabilized with a multidimensional slope limiter which introduces small amounts of numerical diffusion when sharp concentration fronts occur. In addition, the diffusive term is discretized using a mixed hybrid finite element method. With this approach, numerical oscillations are completely avoided for a full range of cell Peclet numbers. The combination of discontinuous and mixed finite elements can be easily applied to 2D and 3D models using various types of elements in regular and irregular meshes. Numerical tests show good agreement with 1D and 2D analytical solutions. This approach is compared at the same time with two different numerical methods, a standard mixed finite method and a finite volume approach with high-resolution upwind terms. Regular and irregular meshes are used for the numerical tests to study the mesh effects on the numerical results. Our data show that in all cases this approach performs well. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

17.
Two kinds of second-order non-linear ordinary differential equations (ODEs) appearing in mathematical physics and non-linear mechanics are analyzed in this paper. The one concerns the Kidder equation in porous media and the second the gas pressure diffusion equation. Both these equations are strongly non-linear including quadratic first-order derivatives (damping terms). By a series of admissible functional transformations we reduce the prescribed equations to Abel's equations of the second kind of the normal form that they do not admit exact analytic solutions in terms of known (tabulated) functions. According to a mathematical methodology recently developed concerning the construction of exact analytic solutions of the above class of Abel's equations, we succeed in performing the exact analytic solutions of both Kidder's and gas pressure diffusion equations. The boundary and initial data being used in the above constructions are in accordance with each specific problem under considerations.  相似文献   

18.
IntroductionWhenNavier_Stokesequation[1],whichdescribesviscosity ,incompressibleflexmovement,isappliedtodifferentfields,ithasvarious“deformations” .Oneofthemappendspolynomialsofunknownfunctions.Magneticfluxequation[2 ]inmagneticfluidmechanicsisatypicalone u …  相似文献   

19.
Separable solutions admitted by a nonlinear partial differential equation modeling the axisymmetric spreading under gravity of a thin power-law fluid on a horizontal plane are investigated. The model equation is reduced to a highly nonlinear second-order ordinary differential equation for the spatial variable. Using the techniques of Lie group analysis, the nonlinear ordinary differential equation is linearized and solved. As a consequence of this linearization, new results are obtained.  相似文献   

20.
A straightforward and concise method is proposed to construct special solutions of nonlinear diffusion equation. Many new special solutions obtained. We believe this method is effective on solving other nonlinear differential equations.  相似文献   

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