计算地球物理流体力学中的非线性不稳定问题(续)

四、算子差分方程和谱方法的非线性稳定问题§10 计算稳定性和能量守恒性与算子非负性的关系本节引进算子方程,并推广§6和§8的一些结果。对于非定常流体力学方程,往往都可以化为如下形式的“发展方程”:其中F=F(x,t)是待求函数,是一个非线性算子,X=X(x_1,…,x_k)是空间坐标,k是空间维数,t是时间坐标。例如,对于正压原始方程     

计算流体力学在工程流体力学课程中的应用与实践

随着时代发展,适应大学生特点的教学改革在不断进行,要求教师培养学生的学习能力而不是单纯的传授知识.针对本科生工程流体力学课程的教学模式进行改革,将计算流体力学引入到工程流体力学课堂.5年的教学实践,证明其对学生们的工程流体力学课程和后续专业课的学习有很大帮助.文中以实例的形式介绍了将计算流体力学与本科生流体力学课程结合的方法与实践,深入探讨了教学改革.该实践是提高教学质量的有价值的尝试.     

计算流体力学中的验证与确认

计算流体力学(CFD)在航空航天等诸多领域的应用越来越广泛.特别是近年来, CFD在实际飞行器的设计中扮演着越来越重要的角色, 许多设计参数直接来源于CFD的计算结果.由此, 飞行器设计师对CFD提供结果的可信度提出了更高的要求.验证(verification)与确认(validation)是评价数值解精度和可信度的主要手段.本文综述了国内外开展CFD验证与确认研究的进展.在引言中论述了开展CFD验证与确认的重要性和必要性, 简述了国内外CFD验证与确认研究的历史和发展现状.第2节中讨论了CFD验证与确认的一些基本概念,以及这些概念定义的形成过程, 并指出了进行CFD验证与确认的基本步骤.第3节和第4节分别讨论了CFD验证与确认的方法, 如CFD验证中的精确解比较方法, 制造解比较方法, 网格收敛性研究;CFD确认中的层次结构, 流动分类法, 确认实验指南.在第5节中我们列举了几个CFD验证与确认的应用实例.最后, 对我国开展CFD验证与确认研究工作提出了若干建议, 包括:(1)开展流动分类法研究,(2)推行软件质量工程方法,(3)开展规范精细的实验, 建立国内的网络数据库.      

Matlab求解库埃特流在计算流体力学课程中的应用

计算流体力学主要研究如何通过数值方法来求解流体力学的控制方程。本文以不可压缩库埃特流为例,在有理论解析解的基础上建立显式、隐式方法的有限差分法控制方程,并提出了基于压力修正法的第三种方法,采用Matlab编程求解流场分布,并研究推进步数、等分数、时间间隔与雷诺数对计算误差的影响。通过对经典流动现象力学特性的学习,可加深学生对计算流体力学求解基本方法和思路的理解,培养理论联系实践的能力。

     

计算流体力学在炼钢中的应用和发展

介绍了计算流体力学应用到炼钢过程中所面临的边界条件和材料物性数据等问题．并着重评述了钢包精炼和连铸结晶器过程中流动及相关现象研究概况,指出炼钢过程中数值模拟的目标不是获得描述某给定过程的精确数值,而是获取过程知识,特别是获取实验无法得到的信息．数值模拟不能代替实验,相反是扩大实验的内容．将来的炼钢过程数值模拟工作将面临更复杂的三维、时间相关的多相反应系统或气金渣等自由表面问题的挑战．      

第七届国际计算流体力学会议简介

１会议概况第七届国际计算流体力学会议于１９９７年９月１６日至１８日在北京召开．来自美国、英国、法国、日本、德国、俄罗斯、印度、韩国、新加坡、澳大利亚、瑞典和中国的１２６名代表出席会议,共收到学术论文１４０多篇．国内代表５２人,国内论文５２篇．美国国...      

计算粘性流体力学中关于连续方程的处理

本文讨论不可压缩粘性流动的计算问题,若采用原始变量速度与压力的表达方式,主要的困难是连续性方程的非耦合性质.笔者从有限差分法和有限元法两方面评述了处理不可压缩性为约束条件的各种途径.     

问题链教学模式在流体力学教学中的应用

简要介绍了问题链教学模式,分析了该教学模式的内涵和关键要素,以流体力学课程中教学实例说明问题链教学模式的应用方法. 培养了学生问题意识,提高了学生独立思考和创新能力.     

第五届国际计算流体力学大会介绍

2008年7月7～11日,第五届国际计算流体力学大会(Fifth International Conference on Computational Fluid Dynamics,ICCFD5)在韩国首都首尔市举行,米自22个国家和地区的100多位研究人员出席了会议.     

Ляпунов直接方法在液体表面张力不稳定问题中的应用

本文应用连续系统的直接方法对于旋转液体柱,柱形液体环和柱面内外液体膜等各种情形下表面张力不稳定问题作了统一的处理,得到这些情形下旋转运动稳定的充要条件。     

环境与灾害中的流体力学问题

本文从流体力学角度简要介绍了洪水灾害、风灾、火灾、环境污染及环境生态方面的情况,叙述了减轻灾害的措施和效果,谈到了有关的研究课题.     

平面和圆柱面构形的磁流体力学计算

在一维弹塑性反应流体力学Lagrange编码SSS的基础上,研制了多介质、多空腔、与集中参数外电路耦合的实验构形弹塑性反应磁流体力学一维计算编码SSS-MHD。在编码中,通过对构形边界与外电路的耦合以及不同构形磁场边界条件的统一处理等措施,解决了其中的关键问题。本文中编码的优势体现在两个方面:能够统一处理不同的磁流体力学实验构形,包括平面及圆柱面几何构形;可以同时进行磁流体力学和含能材料反应流动的计算。对平面准等熵压缩炸药和炸药爆轰驱动套筒压缩磁通量等两类典型实验进行了数值计算,结果与实验结果一致。     

水波泵研制的流体力学理论与设计计算

介绍了作者正在研制的水波泵目前所涉及到的流体力学理论。水波泵是一种巧妙地综合气波增压器和水锤泵功能的全新的水泵,它通过合理利用水波动力的特殊性质,将来流中的总体能量进行重新分配,使一部分来流水提高到所需的高压力,而其余部分水则降到较低的压力,即完成一个大多数能量向部分来流水转移的过程。该泵的研制对于充分开发和利用自然水力资源或工业与民用水循环系统的废弃能量,具有良好的经济价值及社会效益。文中在介绍水锤泵工作原理的基础上,分析了水击动力现象的产生和利用方法,再通过流体力学理论研究与计算,得出了水波泵一系列有用的设计参数,设计计算表明,水波泵的设计研究在流体动力学理论研究和运用具有突破性的意义,并达到预期的效果。     

非线性力学与计算

本文阐述了计算在非线性力学中的地位与作用,并分析了在非线性力学计算中可能遇到的数学问题。列举了在非线性力学若干研究领域中的前沿课题,还探讨了如何充分利用计算机功能与资源的问题。      

二维流体力学计算中的人为热流方法

采用Ｗ．Ｆ．Ｎｏｈ提出的人为粘性和人为热流方法,构造了计算人为热流的二维差分格式。应用Ｌａｇｒａｎｇｅ型流体力学计算程序,计算了一种二维轴对称高速碰撞模型。计算结果表明,人为热流方法可以很好地消除人为粘性在碰撞界面处的误差。     

漫谈化工中的流体力学问题

阐述了化工中流动问题的5个特点, 简介了一些典型化工设备中流体的运动, 借以揭示化工中流体力学问题的重要性和复杂性.     

计算流体力学线上线下混合式课程改革的探讨

针对新冠疫情的特殊时期需求,以及数字化发展之大趋势,线上线下混合式课程改革与实践受到越来越多的关注。本文主要探讨了计算流体力学（computational fluid dynamics, CFD）的线上线下混合式课程改革与实践方法,提出线下理论教学、线上案例教学、线上线下混合式课堂的改革方法。同时,引入课程思政元素,潜移默化地激发学生爱国热情和民族精神,鼓励学生利用CFD解决卡脖子难题,实现专业知识、工程应用、国家发展的统一。

     

船舶流体力学中若干逆问题的研究

在船舶流体力学中，给定物体（船、桨、附体或其组合体），要求确定其在不同的运行状态和环境条件下的某种性能（如阻力、运动等等）或周围的流场，这种问题称为正问题．与此相反，若给定物体的性能要求或场的信息，寻求满足要求的物体，就是逆问题．本文通过船舶流体力学中若干逆问题（如给定表面速度分布时螺旋桨桨叶剖面设计、轴对称物体设计等等）的介绍和讨论，对逆问题研究的特殊性、实用性及可能的发展方向作简要的评述．     

《工程流体力学》本科课程引入CFD教学的探讨

工程流体力学作为一门本科专业基础课程,它基础性强,应用性很广,概念多且抽象不易理解,偏微分方程多,要使学生能够很好理解、掌握其中的知识对教学手段有较高的要求. 随着数学的发展,计算机的不断进步,目前各种商业CFD (computational fluid dynamics)通用性软件包性能日趋完善,应用范围不断扩大,已为工业界广泛接受和应用. 针对本科《工程流体力学》课程缺少计算流体力学(CFD)数值模拟部分的内容,本文提出了将CFD 理念引入本科工程流体力学课堂的意义、目的和实施方法,以便能促进学生对《工程流体力学》课程内容的理解掌握和应用能力的加强,培养学生对现代工业的设计和研究工作的适应力和创造力.