粉末注射成形填充过程的数值模拟

本文将粉末注射成形喂料在薄壁模腔中的流动视为二维流动，以流变学的基本方程为基础，建立了从动量方程、连续方程和热传递方程得到的描述PIM喂料充模二维流动的数学模型。在无滑移边界的条件下，推导了喂料熔体流导率的计算公式和压力场的控制方程，得到的压力场控制方程是一非线性椭圆偏微分方程．从而可用Galerkin方法进行数值求解，使模型的数值求解成为可能，为进一步对粉末注射成形进行计算机模拟和数值分析奠定了数学基础。     

粉末注射成形动力方程的混沌特征分析及研究

粉末注射成形（PIM）充模过程具有混沌的特征．本文利用软件ANSYS对PIM充模过程的动力学方程数值求解。通过吸引子形态描述法分析对比两种不同注射速度下的动态吸引子图,计算混沌吸引子形态特征量,定量的表述混沌吸引子变化规律．研究表明粉末注射成形充模过程中存在混沌现象．     

非常规井数值模拟技术研究进展与发展趋势

与常规井数值模拟相比,非常规井数值模拟侧重于刻画垂直、水平井筒内的多相流动,解释由于摩擦、静水力、加速度以及滑移造成的各相之间的速度差及压力损失,模拟井下流量控制设备及复杂现象.从复杂结构井的流量方程、多相井筒管流与油藏渗流耦合模拟、多段井模型、井下流量控制设备模拟、近井区域粗化、井下复杂现象模拟和嵌入式裂缝模型7个方面出发总结了非常规井数值模拟技术研究进展和主要缺陷.基于多段井模型的井筒 油藏耦合数值模拟、扩展井模型与油藏模型耦合模拟、流固耦合数值模拟、对井下监测调控设备的数值模拟以及多段压裂复杂结构井的数值模拟是未来的发展趋势.     

高弹粘流在三维变厚度狭缝流道中流动的数值模拟

用有限块法对高弹粘流在三维变厚度狭缝流道中的流动进行数值模拟.求出流体流量在流道中的分布规律;通过对实际板材挤出模鱼尾型流道中设置阻流块对流动影响的计算,证实有限块法是简易可行的,从而为挤出模的计算机辅助设计提供了一个重要手段.     

粉末注射成形坯孔隙度的分形模型

粉末注射成形坯是一种具有分形特性的典型的多孔介质,借助于多孔介质孔隙结构的分形理论,对粉末注射成形坯孔隙率的分形模型进行推导。首先分析了粉末注射成形坯孔隙结构的双重分形特性,介绍了粉末注射成形坯孔隙分布分形维数和孔隙迂曲分形维数,然后推导出粉末注射成形坯孔隙度的分形模型。     

浅水流动与污染物扩散的高分辨率计算模型

将组合型TVD格式应用于守恒型的浅水方程和污染物扩散方程，建立了二者耦合求解的高分辨率有限体积计算模型。给出了溃坝水流、明渠突扩流和污染物输运计算的典型算例，并与实验数据或其它数值结果进行了比较，证实了该模型的有效性，表明它不但能处理有激波的非恒定流问题，也能较好地计算具有任意边界的一般的浅水流动和污染物扩散问题，为浅水流动和水环境模拟提供了精度高、稳定性好、普适性强的数值方法。     

考虑双拉耦合的复合材料编织物非正交本构模型

基于连续介质力学理论,将复合材料编织物的双轴拉伸效应引入到前期提出的非正交本构模型中,提出了一种考虑双拉耦合的复合材料编织物非正交本构模型.给出了模型参数的确定方法,并通过拟合单轴拉伸、不等比双轴拉伸和偏轴拉伸实验数据,得到了本构模型参数.利用该模型对双轴拉伸和双球冲压实验进行了有限元模拟,并将模拟结果和实验结果进行对比,验证了所提出本构模型的可靠性,该模型能更好地表征复合材料编织物在成形过程中由于大变形所引起的非线性各向异性力学行为.这一本构模型具有结果精确、参数容易确定的优点,为编织复合材料成形的数值模拟和成形工艺优化奠定了理论基础.     

汽车罐车横向运动液体晃动动力学特性模拟

针对部分充液罐车横向运动时罐体内液体的晃动问题,基于多相流模型,运用VOF法对罐车在高速转弯或紧急避让时罐内液体的晃动动力学特性进行了数值模拟.分析了罐车防波板数量、结构以及充液比、侧向加速度等因素对液体晃动动力学特性的影响.模拟结果表明:防波板横向布置可显著降低罐内液体对罐壁的侧向冲击力,且布置一块较大面积的防波板即可达到较好的防波效果;随着充液比的增大,液体横向晃动减小,并能快速趋于平稳;随着罐车侧向加速度的增大,液体横向晃动增大,进而影响车辆侧向稳定性.     

固液两相流中的K-ε双方程湍流模式*

建立了固液两相流中更一般的K-ε双方程湍流模式。模化了固相和液相的连续方程、动量方程及K方程和ε方程。该湍流模型考虑了固液两相间速度的滑移,颗粒间的作用及相间作用。使用本文所建立的湍流模型,数值预测了一管湍流中的沙水混合流动,其预测结果与实验结果比较一致。     

考虑混凝土材料非均质特性的近场动力学模型

混凝土内部微细观结构影响其损伤和破坏行为.鉴于传统连续介质力学在模拟混凝土损伤累积和渐进破坏过程中存在的问题,基于数值图像技术获得混凝土试件的内部骨料形态,采用键型近场动力学理论,建立了能够考虑混凝土非均质特性的近场动力学模型,并在ABAQUS平台下开发了相应的计算模块,进行了混凝土试样的拉伸和压缩细观破坏分析.结果表明:近场动力学模型和数值方法能够成功模拟混凝土材料的复杂破坏过程,得到的破坏现象与试验结果吻合程度较好,进一步探究了混凝土材料的破坏机制,完善了混凝土结构的破坏分析过程.     

固液两相流中的K－ε双方程湍流模式

建立了固液两相流中更一般的Ｋ－ε双方程湍流模式．模化了固相和液相的连续方程、动量方程及Ｋ方程和ε方程．该湍流模型考虑了固液两相间速度的滑移，颗粒间的作用及相间作用．使用本文所建立的湍流模型，数值预测了一管湍流中的沙水混合流动，其预测结果与实验结果比较一致．     

非牛顿流体内流传热研究

在本文中,研究了注入轴对称模腔非牛顿流体非定常流动.本文的第二部份研究了上随体Maxwell流体管内热流动.对于注入模腔流动.其本构方程采用幂律流体模型方程.为了避免在表现粘度中温度关系引起的非线性.引进了一特征粘度的概念.描述本力学过程的基本方程是,本构方程、定常状态的运动方程、非定常能量方程及连续方程.该方程组在空间是二维问题,在数学上是三维问题.采用分裂差分格式求得本方程组的数值解答.分裂法曾成功应用于求解牛顿流体问题.在本文中,首次将分裂法成功地应用解决非牛顿流体流动问题.对于圆管内热流,给出了差分格式,使基本方程组化为一个三对角方程组.其结果,给出了不同时刻的模腔内二维温度分布.     

单向拉伸镍钛合金带从奥氏体到马氏体的相变分析

单向拉伸镍钛合金带中从奥氏体到马氏体的相变已在实验中观测到,并被看作为局部变形进行了数值模拟．该文采用相变理论对其进行分析,考虑了两相界面处变形梯度的跳跃以及Maxwell关系,导出了相变的控制方程．相变分析归结为寻求载荷的最小值,使在该值下控制方程具有唯一的、物理上可以接受的实数解．控制方程被数值求解,证明了该唯一解确实存在．相变的Maxwell 应力,马氏体相与奥氏体相内的应力与应变,以及相边界的倾角都可求出,并与实验所观测到的结果相吻合．     

基于GMRES算法的弹性结构强耦合小变形流激振动分析

使用混合广义变分原理,将基于Lagrange表述的小位移变形结构振动问题与基于Euler描述的不可压缩粘性流动问题,统一在功率平衡的框架下建立流固系统的耦合控制方程．用有限元格式做空间离散后,再用广义梯形法将有限元控制方程转化为增量型的线性方程组,该方程组的系数矩阵具有非对称性,其中元素含对流效应和时间因子．将GMRES算法与振动分析的Newmark法和流动分析的Hughes预测多修正法结合,发展成一种基于GMRES-Hughes-Newmark的稳定算法,用于计算具有复杂几何边界的强耦合流激振动问题．以混流式水轮机叶道为数值算例的计算表明,模拟结果与试验实测结果吻合较好．     

BGK模型稳定性分析及其改进

<正>1引言格子Boltzmann方法相对于传统的计算流体力学,具有计算简单、节省内存、边界条件容易处理、适合并行计算等优点,在许多传统模拟方法难以胜任的领域,如多孔介质流[1]、多相流、电动力学[2]、磁流体[3]、非牛顿流体[4]、颗粒流、血液流[5]等,都可以进行有效的数值模拟.然而,Boltzmann方程中的碰撞算子非常复杂,阻碍了该方法的应用.     

旋转流动混沌行为的全局稳定性分析及数值仿真

同轴圆筒间旋转流动的Couette-Taylor流问题是近一个世纪以来人们普遍关注的热点问题,由于其流动形态的可观测性以及它在湍流研究中的基础性地位及其在流体机械、石油化工等领域的广泛应用,国际上将其列为非线性科学的范例之一.为了探讨这种流动从层流到湍流过渡的方式以及流动发展到湍流之后混沌吸引子的某些特征等问题,该文采用低模分析方法研究了Couette-Taylor流的部分动力学行为及仿真问题,探讨了同轴圆筒间Couette-Taylor流三模态类Lorenz型方程组的动力学行为及仿真问题,数值模拟了系统分岔与混沌的演变历程,讨论了系统的全局稳定性.     

粘流—无粘干扰流动理论变分问题迭代序列的收敛性和算子方程…

本文证明了粘流－无粘干扰流动理论基本控制方程－简化的Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程变分问题几种迭代序列的收敛性，并探讨了其算子方程的性质。本文的结论对于简化Ｎ－Ｓ方程的数值计算具有指导意义。     

粘流－无粘干扰流动理论变分问题迭代序列的收敛性和算子方程性质

本文证明了粘流－无粘干扰流动理论［１，２］基本控制方程─—简化的Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程变分问题几种迭代序列的收敛性，并探讨了其算子方程的性质。本文的结论对于简化Ｎ－Ｓ方程的数值计算具有指导意义。     

纤维悬浮槽流空间模式稳定性分析

采用扰动的空间发展模式而非通常的时间发展模式,对含有悬浮纤维的槽流进行了线性稳定性分析。建立了适用于纤维悬浮流的稳定性方程并针对较大范围的流动Re数及扰动波角频率进行了数值求解。计算结果表明,纤维轴向抗拉伸力与流体惯性力之比H可以反映纤维对流动稳定性的影响。H增大使临界Re数升高,对应的扰动波数减小,扰动空间衰减率增加,扰动速度幅值的峰值降低,不稳定扰动区域缩小,长波扰动所受影响相对较大。纤维的存在抑制了流场的失稳。     

旋转流体中圆球沿旋转轴运动产生的扰动

本文用线化理论分析了整体旋转的理想流体中有一个圆球沿旋转轴作匀速运动时流体的扰动,基于旋轴对称流动的假设导出了决定运动稳定性的扰动压力方程和扰动流函数方程.用简正模法分析了扰动流函数方程,得出了非平凡中性扰动的波数与波速必须满足的约束条件,并求出了扰动的精确表达式.文中得出结论,中性扰动共有三种可能的形式.