格子Boltzmann方法模拟融化相变过程

建立融化和自然对流耦合的格子Boltzmann双分布函数模型,采用焓法迭代求解相变非线性源项,并通过变松弛时间方法处理固液两相变热物性间题.热传导融化过程的计算值与分析解的对比分析说明该模型能够准确地模拟融化过程.自然对流条件下融化过程的模拟结果表明自然对流在一定程度上影响了融化传热及融化速率等,体现出与热传导融化不同...     

求解不可压Navier-Stokes方程的一种新方法

以方腔自然对流问题为例阐述了数值求解不可压Navier-Stokes方程的新方法．该方法将四阶紧致差分格式(FCDS)和具有并行性的交替组显(AGE)迭代方法相结合；兼顾了稳定性，计算精度及并行性能．针对不同的Raleigh数和Prandtl数，对方腔内稳态自然对流进行了数值模拟，并将数值结果同前人结果进行了比较．     

自然对流换热的高精度非结构网格有限体积法

用非结构网格有限体积法求解自然对流换热时,传统的对流项离散格式难以兼顾数值精度与计算效率,我们发展了一种耦合高精度格式的延迟修正方法,用于对流项的离散.高Re数下方腔驱动流数值计算验证了该方法具有较高的计算精度和较好的稳定性.Boussinesq流体的自然对流换热数值模拟,表明该方法能有效克服高Ra数时数值计算发散,可准确捕捉自然对流换热问题中不同偏心率下的等温线和流线分布特征.     

半圆域上自然对流的数值模拟

对半圆域上的自然对流采用控制体有限元方法进行数据模拟,采用非结构三角形网格与质量加权迎风格式对计算域及控制方法进行离散,对压力离散方程采用波前法求解,保证了对所有Ra≤10^7时迭代过程的收敛性。     

基于SIMPLE的紧致方法

通过泰勒展式系数匹配的方法发展了基于非等距网格的有限容积紧致格式,采用延迟修正的方法建立了基于SIMPLE的紧致方法,,该方法能够得到高精度的数值解,增加迭代求解代数方程组的稳定性。对底部加热的方腔内自然对流换热问题进行数值模拟,结果表明,紧致方法比二阶中心差分方法具有更高的精度。     

异形腔体内部自然对流的有限元分析

一、前言 自然界与工程技术中经常遇到空腔内部的自然对流问题,文献[1]和[2]中曾计算了正方形域问题,但对异形空腔内自然对流的研究仍很少见。文献[3]指出,对梯形空腔内自然对流的研究,无论是实验还是数值计算都很少做过,而这种物理现象在工程问题中有重要作用。     

数值模拟输运问题的一种破开算子方法

本文通过破开算子方法,把二维输运问题的控制方程破开为对流问题和扩散问题。在任意四边形网格的离散下,用特征线法解对流问题,并采用伽辽金加权余量法,从而有效地减少插值所引起的数值阻尼,提高计算精度。用有限单元法和迭代计算格式解扩散问题。由于采用了辛普生积分公式,在每个时间步长都不需要求逆矩律,节省了计算时间。算例表明,本文数值模拟结果与精确的理论解吻合较好。     

竖平板通道自然对流速度场的测量

一、引言 近年来,随着超大规模集成电路的发展和应用,使得电子设备的冷却问题越来越突出,竖板通道的自然对流换热的研究进一步得到了人们的重视.然而,尽管有许多学者对该问题进行了数值计算与实验研究,由于自然对流的速度小,流场对外界的干扰很敏感,再加上通道几何条件的限制,文献中很少见到通道内速度场的测量结果.现有的许多关     

封闭空间内多个发热体的自然对流

采用数值计算和流动显示方法,对矩形封闭空间内水平放置三根电缆所引起的自然对流,在Gr~*=9.2×10~4—6.5×10~6范围内进行了理论和实验研究。结果表明,这种情形下的自然对流流动存在着环流。在低Gr~*数时,在电缆上方形成主环流;随着Gr~*数的增大,在电缆间出现涡流;在Gr~*=6.5×10~6时,电缆间出现成对的涡流。实验结果表明,硬脂酸锌粉粒是显示空气自然对流流动的比较理想材料。采用伪非稳态变系数方法是保证计算收敛而又节省机耐的有效方法。计算结果为设计该类型电缆的最大允许载流量提供了依据。     

管壁导热对脉管内自然对流换热影响的研究

本文计算了不同脉管倾角和管壁材料下脉管管壁导热对自然对流换热的影响。发现脉管壁面导热对换热的影响不仅体现在增加了壁面的纯导热部分,更主要的上强化了脉管内的自然对流;壁面和内部气体的温度差异沿脉符轴向的变化是管壁导热强化自然对流的主要原因。     

QUICK与多种差分方案的比较和计算

本文用QUICK和多种差分方案计算了四个流动与换热问题．计算结果表明。对于强制流动问题,QUICK用较粗网格就能得到其他差分方案用较细网格才能得到的结果。对稳态自然对流,QUICK与其他差分方案的计算结果相近,但QUICK方案能预测出所计算的低Pr数流体自然对流的物理振荡,而其他几种方案不能．     

竖窄条自然对流的换热研究

一、引言 随着微电子器件集成度的提高,微电子器件的冷却成为越来越重要的问题。自然对流技术因其简便、安全而受到重视。小尺寸物体的自然对流与大平板的自然对流显著不同。特别是由于宽度很小,边缘效应引起的流动三维特性使得计算和实验都很困难。文献[4]测量了小块中心点的换热系     

多孔介质中基质和微生物耦合输运问题的三次样条分析

本文用三次样条和全隐式逐次迭代方法,对描述多孔介质中基质-微生物耦合输运微分方程组进行数值计算,结果表明:数值求解这种具一定对流优势的非线性扩散方程,该计算方案是可行的,且获得了良好的结果。通过数值分析,对微生物在多孔介质中的传输行为有了个大概的了解,还探明了各参数对耦合系统的影响作用。     

非结构网格下非定常流场双时间步长的加权ENO-强紧致杂交高分辨率格式

针对三维非定常、可压缩流场的Navier-Stokes方程组,本文提出一种新的双时间步长高精度快速迭代格式。该格式在时间上具有二阶精度,在空间离散上不低于三阶。在对流项与粘性项的处理上,本格式分别采用了加权ENO-强紧致格式与紧致四阶精度格式的思想。几个典型算例的实践表明:计算结果与相关实验数据比较吻合,初步表明了该算法可以在非结构网格下具有高效率与高分辨率的特征。     

对流作用下枝晶形貌演化的数值模拟和实验研究

合金凝固过程中存在于枝晶尖端液相区的强制对流和自然对流均能改变溶质扩散层厚度,从而会对枝晶形貌产生较大影响.在元胞自动机模型基础上,耦合液体流动方程、热传导方程和溶质对流扩散方程,建立了新的计算微观组织演化的数值模型,并利用该模型研究了强制对流和自然对流对枝晶生长的影响.三维数值模拟结果再现了强制对流作用下等轴枝晶的生长过程,揭示了强制对流对枝晶生长速率和尖端半径的影响特点.同时利用该模型模拟了NH₄Cl-H₂O溶液定向凝固过程中自然对流对柱状晶生长的影响,并采用相应的实验进行验证.模拟结果与实验结果符合良好,从而证明该模型是可靠的,可推广到实际合金系中. 关键词： 元胞自动机 对流 4Cl-H₂O溶液')" href="#">NH₄Cl-H₂O溶液 定向凝固     

基于弱可压与不可压光滑粒子动力学方法的封闭方腔自然对流数值模拟及算法对比

为了对比研究弱可压光滑粒子动力学(WCSPH)方法和不可压光滑粒子动 力学(ISPH)方法在模拟封闭方腔自然对流问题时的特性, 采用粒子位移技术有效地解决了高瑞利数条件下, 拉格朗日型SPH方法模拟封闭方腔自然对流时流体域内的粒子聚集和空穴问题, 将拉格朗日型SPH 方法求解封闭方腔自然对流问题的最高瑞利数提高到了10⁶; 进而通过对比瑞利数分别为10⁴, 10⁵, 10⁶的条件下, 采用拉格朗日型WCSPH、 拉格朗日型ISPH、欧拉型ISPH三种SPH方法模拟得到的封闭方腔速度分布云图、 温度分布云图、壁面努赛尔特数分布曲线和平均努塞尔特数, 分析了三种SPH方法在模拟封闭方腔自然对流时的精度、稳定性和计算效率. 结果表明: 在低瑞利数条件下, 以上三种SPH方法都可以较好地模拟此问题, 在高瑞利数条件下, 欧拉型ISPH方法的模拟结果最为精确; 拉格朗日型WCSPH方法模拟所得结果比拉格朗日型ISPH方法模拟所得结果稍好些. 关键词： 光滑粒子动力学 不可压光滑粒子动力学 粒子位移技术 自然对流     

具有纵向外肋片的水平复合管外表面自然对流换热的数值计算

为了方便而有效地模拟具有纵向外肋片的水平复合管外表面大空间自然对流换热的数值计算时计算区域外边界条件,本文提出一种新的边界条件处理方式。数值实验表明,用该条件计算的具有恒壁温的水平圆柱外表面自然对流换热数值解与文献中的基准解相比,平均Nu数的误差在0.5％以下。本文在极坐标系下,采用固体区与流体区耦合计算原始变量法,模拟计算了具有纵向外肋片的水平复合管外表面在不同肋片高度和肋片数下的自然对流换热量。数值计算表明,管外布置6个对称的肋片时,在肋片相对高度h/r04.0时,对换热最为有利,对应的肋片管平均肋效率为87.92％;而在相同肋片高度下,布置8个对称的肋片时,换热量最大。     

非定常NS/Boussinesq方程的高精度多重网格方法

提出了一种求解二维非定常不可压Navier—Stokes/Boussinesq方程的高精度全隐式紧致差分格式,为了提高隐格式的求解效率,在每一个时间步上,采用多重网格的全近似格式(FAS)加速其迭代收敛过程,其主要特点是既适于线性问题的求解又适用于非线性问题的求解。作为方法精确性和可靠性的验证,对方腔内部的自然对流问题进行了数值模拟。取Pr=0.71,在最大网格等分数为128×128网格上,Ra数最大算到107,所得结果与已有文献结果吻合的很好。     

三维紧致修正方法和圆筒内自然对流数值模拟

本文发展了差分法求解流动与换热问题的三维非均分网格7点紧致格式,并利用延迟修正方法将其与SIMPLE算法相结合形成了一种三维紧致修正方法。利用所发展的紧致修正方法对圆筒内同心开缝圆筒的三维自然对流与换热问题进行了数值模拟,所获得的数值结果与实验结果一致。采用Richardson方法证实所发展的三维紧致修正方法大约具有4阶精度。进一步的数值计算表明,在特征参数Ra数大于一定值时,由圆筒内同心开缝圆筒的三维自然对流问题简化的二维模型数值结果与实验结果逐渐加大,用三维模型才能得到比较可靠的结果。     

离散牛顿正则化方法及应用

把离散Newton法和解不适定问题的正则化方法结合起来,给出了离散Newton正则化方法的迭代格式,并给出了这种迭代格式的收敛性分析的结果。最后考虑了这种方法在微分方程反问题上的应用,数值计算结果表明了这种方法的有效性。