爆轰产物会聚流增压装置的二维数值计算

本文用二维流体、弹塑性体的多层介质的欧拉型编码即HELP程序对爆轰产物会聚流增压装置进行了数值计算。计算结果与实验基本符合,计算给出的流动图象可以说明实验中出现的一些现象。     

关於动脉中的脉动流

本文根据人体动脉中血液流动的基本特征,首先对描述血液运动的Navier-Stokes方程和描述管壁运动的Lamb方程进行量级估计,并依照Womersley数α以及动脉管的壁厚h与直径d之比的大小,将人体动脉归结为四种不同的模型。本文推得了不同的模型各自对应的基本方程组,并借助于这些方程组导得脉搏波波速的表达式。除了得到一些经典的波速结果之外,本文还得到了一些新的波速表述式。     

动脉局部狭窄时脉动流的有限元分析

本文利用有限元方法研究动脉局部狭窄下的脉动流流场,重点考查在50％与80％面积狭窄下的速度分布、压力分布、壁面剪应力分布及流动分离情况。几何形状及边界条件均模拟相应的脉动流实验模型。采用测得的随时间变化的速度分布作为入口端条件,并利用罚函数和逆风格式等计算技巧得出了光滑的与实验基本相符的速度、压力波形。本文讨论了不同狭窄下速度、压力、壁面剪应力的分布形态,给出了脉动流中狭窄处局部流动分离的间歇性变化规律,并结合实验与临床应用进行了讨论。     

导管对动脉中脉动流生理参数的影响

导管在循环生理学和临床医学中已得到广泛的应用。血管中介入导管后必然会影响测量的准确性和受检者的正常生理状态。许多学者讨论过导管的介入对压力测量结果的影响,但还未见有讨论导管介入对正常生理状态影响的文章报导。本文基于动脉中血液流的刚性管分析模型,从理论上讨论了血流量和纵向阻抗等生理状态参数在导管介入前后的变化情况,为进一步全面分析导管介入对动脉中血液脉动流的影响提供了理论基础。     

二维溃坝绕流的WENO格式数值模拟

WENO(Weighted essentially non-oscillatory scheme)格式是一类新的高精度无振荡差分格式.本文将WENO格式和Runge-Kutta时间离散的思想应用于二维浅水方程组的求解,数值模拟矩形河道中大坝瞬间局部溃倒,下游有障碍物的洪水演进过程,并对模拟结果进行了分析,表明采用WENO格式所建立的高分辨率模型能够有效地模拟溃坝波的演进过程.     

界面不稳定性引起混合过程的二维数值计算

在可压缩多介质流体动力学高精度欧拉计算方法多介质流体分段抛物方法(multi-fluid piecewise parabolic method, MFPPM)基础上,运用算子分裂技术,增加二阶空间中心差方法和两步Rung-Kutta时间推进方法计算动力学黏性以及热流部分对流场的影响,发展适用于NS(Navier-Stokes)方程的可压缩多介质黏性流体计算方法多介质黏性流体分段抛物方法(multi-viscousity-fluid piecewise parabolic method, MVPPM). 文中采用MVPPM对英国AWE(atomic weapons establishment)激波管实验进行二维计算,给出了与实验图像基本一致的计算结果;应用MFPPM和MVPPM分别对二维柱对称内爆动力学界面不稳定性及其后期混合过程进行数值模拟,给出内外界面演化、速度历史以及后期中心气穴不同半径内因RT(Rayleigh-Taylor)界面不稳定性引起的混合量分布情况,从计算结果比较可见黏性对物质界面处混合量的分布影响明显.      

二维Rayleigh—Benard对流问题稳定性的数值追踪

用分解算子法和延续算法对二维Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｂｅｎｅｒｄ对流问题的稳定性进行了数值追踪研究。画出了Ｐｒ＝１．０时不同Ｒａ所对应的流线，等涡线和等温线图；并求出了对于不同Ｐｒ数所对应的临界Ｒａ数，其值大约为２７４０，计算结果与物理分析相一致与三维实验结果比较也合理。     

腔体高度对Rayleigh-Bénard对流的影响的二维数值分析

腔体高度的改变会对Rayleigh-Bénard对流产生影响.本文利用二维流体力学基本方程组进行数值模拟,在相对瑞利数r(28)5,腔体高度0 0 0 0 0d(28)1d,1.4d,1.8d,2d,3d(cm10d(28))时,研究了对流运动的动力学特性,发现随着腔体高度d的增加,稳定对流的对流圈数与之呈线性反比例关系,而对流波数k随之基本保持恒定;对流稳定后,对流振幅和努塞尔数随腔体高度d增大而减小,且得出对流振幅和努塞尔数随着相对腔体高度0/dd变化的函数关系式.在腔体高度0 0 0d(28)1d,1.4d,1.8d情况下,对流振幅和努塞尔数都随相对瑞利数r的增大而增大;且腔体高度d越大,其增长率反而越小.     

水中爆炸气泡脉动流场的数值计算

由一维不可压流体力学理论,考虑到爆轰产物的等熵膨胀,建立了水中爆炸气泡脉动流场的基本方程。采用龙格－库塔数值方法计算了气泡脉动半径、周期及水中压力,计算结果与实测数据吻合较好。     

二维Rayleigh-Bénard对流问题稳定性的数值追踪

用分解算子法和延续算法对二维Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｂｅｎａｒｄ对流问题的稳定性进行了数值追踪研究．画出了 Ｐｒ＝ １０时不同 Ｒａ所对应的流线，等涡线和等温线图；并求出了对于不同Ｐｒ数所对应的临界Ｒａ数，其值大约为２７４０，计算结果与物理分析相一致，与三维实验结果比较也合理．     

爆炸载荷下钢板层裂的二维数值计算

采用二维有限元方法对爆炸载荷下钢板的层裂问题进行数值模拟计算。计算中引入了一种普适的弹塑性本构方程,并采用了损伤积累准则和半解耦的损伤本构模型。结果表明,二维计算的主裂片厚度略小于一维计算,裂片飞散速度要比一维计算低得多,更接近实际结果。     

脉动流条件下动脉狭窄血管内脂质浓度极化现象的计算机数值模拟

在脉动流条件下,用计算机数值模拟的方法对低密度脂蛋白(LDL)在动脉狭窄血管段内的质量传输进行了研究。计算结果表明．无论是在定常流还是在脉动流条件下．LDL都将聚积于血管狭窄处峰口附近的流动分离点,LDL壁面浓度在此处最高。在脉动流条件下,LDL在血流受扰动区的聚积高于定常流的值;而且．流动分离点处LDL壁面浓度峰值覆盖的区域也宽于定常流。本文所揭示出的LDL在血管狭窄处的质量传输现象可能在动脉粥样硬化的局部性和动脉狭窄的形成中起着很重要的作用。     

分枝动脉脉搏流的数值模拟

本文考虑到血液粘度与动脉管壁的非线性特性,利用特征线法数值求解了主动脉和一根分枝动脉(桡动脉)中的脉搏流。得到的桡动脉压力波形与实测波形相似,而且改变某些生理参数能得到平缓脉、弦脉和滑脉所对应的波形,从而为解释中医脉象机理提供了一种方法,或许有可能通过脉搏波的分析求研究动脉系统的病变。     

动脉中脉动流量的近似计算方法

Ｗｏｍｅｒｓｌｅｙ曾给出动脉中血液脉动一的分析表达式以及对应于Ｗｏｍｅｒｓｌｅｙ数趋近于０和趋近于无穷大时的渐近表达式。本文在误差小于３％的条件下确定了Ｗｏｍｅｒｓｌｅｙ流量渐近表达式的适用,并找到了Ｗｏｍｅｒｓｌｅｙ数处于过渡区时用两段二次函数表示的近似流量表达式。这为计算和分析动脉中的脉动流量提供了一种快速简便的方法。     

不同雷诺数下二维椭圆柱绕流的数值模拟研究

利用计算流体力学软件Fluent对不同雷诺数(Re=100,3900,3.5×10~6)下二维椭圆柱绕流进行了数值模拟研究,分析了不同轴长比(2b/2a=cosθ,θ=0°,15°,30°,45°,60°)下椭圆柱绕流的特性。通过对比尾部涡流情况、升力系数C_L、阻力系数C_D以及斯特劳哈尔数St初步发现:由于椭圆形截面偏流线型的特点,在三种雷诺数下随着θ的增大椭圆柱绕流尾涡强度减小,流场的变化使圆柱表面的压力系数减小,最终导致圆柱的升力系数幅值与阻力系数均值减小。而斯特劳哈尔数St在三种雷诺数下的变化不同,随着θ的增大,层流雷诺数(Re=100)下St值减小;亚临界雷诺数(Re=3900)下St值在45°处轻微上扬,在60°处明显减小;超临界雷诺数(Re=3.5×10~6)下St值增大。     

三种LIA加速腔电场分布的二维数值计算

利用泊松方程对三种没直线感应加速器加速腔的电场分布作了数值计算，对加速腔设计、构件、选材以及防电击穿等方面有一定参考意义，在差分格式和边界处理上作了一些改进，计算精度有所提高。     

二维数值模拟爆轰中化学反应率的应用

续定常爆轰数值模拟中化学反应率与人为粘性的相关性,本文对体积起爆函数进行了一维、二维系统考查,并与Cochran反应率做了二维对比计算给出数值结果。数值模拟爆轰的复杂相互作用,应用体积起爆函数为好。     

平行平板流动腔脉动流切应力的计算

高度远小于横向和纵向几何尺寸的矩形平行平板流动腔是人们用以体外研究细胞在切应力作用下力学行为的主要工具之一。大多数研究者主要对定常层流情进行研究。本文通过对矩形平行平板流动腔内的层流脉动流进行详细分析,给出腔内速和腔室底部切应力的准确计算公式。当Ｗｏｍｅｒｓｌｅｙ数较小时,准确公式简化为准定常公式。数值计算结果表明,在脉动流条件下,对于人们常用的流动腔几何尺寸,准定常公式具有相当高的精度。这为在脉