三维横向流体诱发直管振动的数值模拟

基于有限体积法和有限元法,结合动网格控制技术,建立了横向流体作用下三维弹性直管流致振动计算的数值模型,实现了计算结构动力学与计算流体力学之间的联合仿真．首先,通过对刚性管的静止绕流计算,研究了网格离散方式和不同湍流模型对圆柱类结构静止绕流流场特征的影响和预测能力,得到了适用于双向耦合分析的CFD模型;其次,利用基于双向流固耦合方法的流致振动模型,计算并分析了流体力与结构位移间的相位关系,指出流体力与位移间的相位差是由流体力引起的,同时对双向耦合和单向耦合进行了比较分析;最后通过对直管流致振动的数值计算,联合管表面压力、尾流区时均速度、分离角等时均量,分析了尾流区的流场特征.     

计算流体力学在大型风力机空气动力学的应用进展北大核心CSCD

针对大型风力机设计中的关键空气动力学问题,比较系统地介绍了计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法的主要应用,特别是在大型风力机翼型气动分析、风力机流动的数值模拟、风轮空气动力特性的数值计算以及大型风力机叶片的多目标气动优化设计方面的进展.基于CFD方法分别实现了风力机翼型与叶片二维/三维气动特性的准确预测,风力机尾流场涡系结构的准确捕捉;并结合多目标遗传算法对1.5 MW风力机叶片进行了优化,获得了具有高风能利用效率的叶片方案.     

不同结构板翅式油冷器单层冷却液侧换热特性的数值模拟

基于多孔介质模型,针对5种内部结构不同的板翅式油冷器单层冷却液侧的流动和热输运过程,利用有限体积法进行数值模拟.研究结果表明:在翅片布置方向相同情况下,进出口对角布置时冷却液的压力和温度场分布比同侧布置进出口时均匀,温差较同侧布置时大.在出口位置相同情况下,翅片横向布置时冷却液的压力和温度分布要比纵向布置时均匀,但压差大,温差不大.带隔板结构冷却液的温差最大,但压差要高一个数量级.     

声波方程高阶差分方法数值模拟结果研究

首先,给出了声波方程时空域高阶差分格式.证明了差分格式在时间上是二阶精度,在空间上最高可以达到2M精度.其次,对该高阶差分格式优缺点评价,新的差分格式是一种关于一个方向上所用到的临近网格节点数目一半的可变长度的差分算子,为不同精度需求提供了灵活可变的差分算子公式.另外一种意义上说,新的差分格式是依赖于频率的,同一种差分格式对于不同频率的震源,其频散的程度也不一样,因此只有采用了合适的差分形式才能够达到最好的效果.最后,给出了一系列数值模拟实例,验证了文中所得到的结论.     

浅水方程近岸行为的数值模拟

二维浅水流动几乎仅在水平方向上,这一特点容许在数学形式上对ＮＳ方程进行简化：通过描述水流运动的平均行为而使得问题降低一维［１０］,从而在数值上表现为大大减少计算量,这一相对简单性正是浅水方程之所以吸引如此多的计算数学家和流体力学家关注的原因之一．通过降维而减少计算量的思想在深水方程中表现为通过边界积分法而捕捉气液交界面的行为［１］． 浅水方程的数值模拟在计算机出现的早期就开始得到应用．在本世纪四十年代后期,Ｃｈａｒｎｅｙ等人就利用它做了大气的数值模拟［２］,Ｈａｎｓｅｎ数值模拟了海洋流动［５］．…     

粘弹性方程全离散化有限体积元格式及数值模拟

本文利用有限体积元方法研究二维粘弹性方程, 给出一种时间二阶精度的全离散化有限体积元格式, 并给出这种全离散化有限体积元解的误差估计, 最后用数值例子验证数值结果与理论结果是相吻合的. 通过与有限元方法和有限差分方法相比较, 进一步说明了全离散化有限体积元格式是求解二维粘弹性方程数值解的最有效方法之一.     

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。     

凝固过程的温度场数值模拟

通过对铸件凝固过程中各换热边界条件的研究,建立了凝固过程的二维非稳态温度场计算数学模型;并运用了有限差分方法对模型进行离散,得到大型方程组,并利用超松驰迭代法(即SOR法)解该方程组,据此,利用Turbo C编制了计算机程序.上机运行结果表明,可较满意地模拟凝固过程温度场的分布.     

R-M不稳定性数值模拟方法

１．引 言 受扰动的两轻重流体的交界面,当处于方向由重流体指向轻流体的有效重力场中或受到冲击波作用时扰动将发展,界面将失稳,两种物质将发生湍流混合．重力场作用下的不稳定性,人们常称为Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｔａｙｌｏｒ（简称Ｒ－Ｔ）不稳定性,激波作用下的界面不稳定性,则常称为 Ｒｉｃｈｔｍｙｅｒ－Ｍｅｓｈｋｏｖ（简称 Ｒ－Ｍ）不稳定性．在惯性约束核聚变（ＩＣＦ）中,由于Ｒ－Ｔ和Ｒ－Ｍ不稳定性的作用,将影响到氘氚气体的内爆压缩、升温、点火和燃烧［７］． 界面不稳定性的研究因其应用背景和学术价值在近二十多年受…     

外卷边槽钢辊弯成型过程数值模拟

拓展了结构分析有限条法,基于固体力学有限形变理论的更新拉格朗日法(U.L.法),建立了弹塑性大变形样条有限条法,并将其用于模拟外卷边槽钢辊弯成型过程,分析了带材的变形特点,获得了变形带材的三维位移场、应变场和应力场。算例表明,变形带材的角部出现横向压应变峰值,外卷边轧辊前部位出现纵向拉应变峰值。另外,带材的横向变形是主要的,纵向变形较小。     

Lattice Boltzmann模型在CFD中应用

近年来,格子Boltzmann方法(LBM)已发展为一种模拟流体和物理问题的新颖的、有前景的数值方法,在许多领域的各种数值问题求解上取得很大的成功.文章介绍了一种模拟复杂流动的高效建模数值算法Lattice Boltzmann方法,和它的基本原理及其应用.并通过两个实例数值模拟计算,说明Lattice Boltzmann方法正确、有效,并展示了广阔的应用前景,为今后更深入的研究和广泛应用打下基础.     

转子动力学的非线性数值求解

将Euler(欧拉)角表示引入转子动力学系统,用以描述转子的非线性旋转运动,并与时间有限元相结合,进而提出了包含非线性因素的转子动力学保辛数值求解方法.以此方法为基础,分析了悬臂梁-圆盘转子系统的涡动行为.数值结果证明该数值解法的有效性与正确性,可用于各种转子系统涡动行为分析.     

Numerical Simulation of Bingham Fluid Flow Using Prox-Regularization

A special case of fluid flow, the laminar flow of a Bingham fluid through a cylindrical pipe, can be described as a convex minimization problem where the objective function J₀ is nondifferentiable. J₀ can be approximated easily by smooth functions J, but for a small parameter >0, the corresponding discretized problems are ill-conditioned. The use of proximal point methods to set well ill-posed problems or to stabilize ill-conditioned problems is well known. We present some numerical experiences of comparing standard prox-regularization methods with weak norm-based regularization methods.     

半导体器件探测器计算流体力学的数值方法和分析

对三维光导型半导体探测器瞬态问题的计算流体力学数值模拟,提出了一类修正迎风分数步差分格式.应用变分形式、能量方法、归纳法假定、微分方程的先验估计理论和技巧,得到最佳阶误差估计.该文数值方法已成功地应用到光导型半导体探测器瞬态问题的数值模拟中.     

Spectral Analysis of an Operator Arising in Fluid Dynamics

Eigenmode solutions are very important in stability analysis of dynamical systems. The set of eigenvalues of a non-self-adjoint differential operator originated from the linearization of some Cauchy problem is investigated. It is shown that the eigenvalues are purely imaginary, and that they are related to the eigenvalues of Heun's differential equation. These two results are used to derive the asymptotic behavior of the eigenvalues and to compute them numerically.     

New Analytical and Numerical Results For Fractional Bogoyavlensky-Konopelchenko Equation Arising in Fluid Dynamics

In this article,(2+1)-dimensional time fractional Bogoyavlensky-Konopelchenko(BK)equation is studied,which describes the interaction of wave propagating along the x axis and y axis.To acquire the exact solutions of BK equation we employed sub equation method that is predicated on Riccati equation,and for numerical solutions the residual power series method is implemented.Some graphical results that compares the numerical and analytical solutions are given for di erent values of.Also comparative table for the obtained solutions is presented.     

Dynamics of an Euler Elastica Pipe with Internal Flow of Fluid

The equations of motion for a cantilever Euler elastica pipe are deduced applying a generalized set of Lagrange equations for non-material volumes. Based on an exact planar nonlinear beam theory the strain energy for the pipe is derived. The classical Lagrange terms and the additional terms due to moving mass entering and exiting the system result in a set of nonlinear equations of motion for the cantilever pipe with internal flow. A possible dimensional reduction and comparison to existing works are performed. (© 2006 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)