关于不可压缩流体平面流动的分离判据问题

本文用李雅普诺夫稳定性理论讨论了分离点的判据,并指出MRS判据、零涡判据以及建立在流线分析基础上的判据在非定常流动中都不是通用的。     

二维粘性不可压缩流动的通用分离判据

本文研究了定常、非定常二维粘性不可压缩流动在分离点附近的流线性状,给出了判定分离的通用判据。并指出:M.R.S判据、奇点分离判据、零涡判据等仅适用于部分分离情况,不是普遍的分离判据。     

黏性不可压缩流体流动前沿的数值模拟

提出了模拟注射成型中黏性、不可压缩流体流动前沿的新方法. 将Hele-Shaw流动应用于非 等温条件下的黏性、不可压缩流体，建立了流动分析模型，用充填因子的输运方程描述流动 前沿. 应用高阶Taylor展开式计算每一时间步长的充填因子，用Galerkin方法导出了计算 充填因子各阶导数的递推公式. 给出了时间增量的选取方法，证明了它的稳定性. 针对Han 设计的试验模具，用相同的材料及工艺条件模拟充填过程，比较了传统方法和该方法的模 拟结果与实验结果的差异. 算例分析表明，该方法可以有效地提高注射成型中流动前沿的 模拟精度和计算效率.     

不可压缩粘性导电流体一维定常及不定常流动问题

1.引言 磁流体力学与流体力学的区别之一是有些物理量不能事先给定,这使得在确定边界条件时会遇到困难。例如,在一般情况下,磁场的边界值不能事先给定。因为当导电流体运动时,感应电流也将产生磁场,就使外加磁场发生畸变。忽视这一点,会使求出的解与实际情况不符。     

Mie-Grneisen状态方程可压缩多流体流动的PPM方法

采用流体体积分数的混合型多流体数值模型，将piecewise parabolic method (PPM)方法应用于可压缩多流体流动的数值模拟，拓展了以前提出的模型和数值方法，使它能够处理一般的Mie-Grneisen状态方程。采用双波近似和两层迭代算法求解一般状态方程的Riemann问题；并根据多流体接触界面无振荡原则设计高精度计算格式，对典型的纯界面平移问题可以从理论上证明本算法在接触间断附近压力和速度没有振荡，而且数值模拟结果表明界面数值耗散也被控制在2~3个网格之内。模拟了多种复杂的可压缩多流体流动，算例结果表明本文方法可以有效地处理接触间断、激波等物理问题，且具有耗散小精度高的特点。     

可压缩流体的Rayleigh-Taylor和Kelvin-Helmholtz不稳定性

在状态方程为压力是密度的任意单值函数形式情况下，运用小扰动分析和奇异摄动法，给出了流体微扰方程渐近解和界面不稳定性的色散关系. 分析表明：对Rayleigh-Taylor不稳定性，在重力场作用下流体可压缩性形成的密度分布是致稳因素；而扰动流体的膨胀收缩效应助长不稳定性的发展；上层重流体的可压缩性是稳定因素，下层轻流体可压缩性是失稳因素. 而对Kelvin-Helmholtz不稳定性，流体可压缩性助长扰动的发展，是不稳定因素.     

不可压缩粘性流动的CBS有限元解法

对于二维不可压缩粘性流动,首先通过坐标变换的方式得到了的不含对流项的NS方程,并给出了CBS有限元方法求解的一般过程。结合一类同时含有压力和速度的出口边界条件,对方腔顶盖驱动流、后向台阶绕流和圆柱绕流进行了计算。所得结果与基准解符合良好,验证了CBS算法对于定常、非定常粘性不可压缩流动问题的可行性和所用出口边界条件的无反射特性。特别的,对于圆柱绕流,Re=100时非定常升、阻力系数及漩涡脱落等非定常都得到了较好地模拟,为一进步研究自激振动等更加复杂的非定常流动问题奠定了基础。     

粘性不可压缩流体定常流动的差分解法

本文研究了定常N-S型方程和压力泊松方程的耦合求解。提出了一种处理压力自洽边界条件的方法,结合文[7]中给出的自调差分格式,可以对一些较复杂的粘性不可压缩流进行数值求解。     

可压缩流体流动多尺度混合有限元数值方法研究

可压缩流体是天然油藏中广泛存在的一种流体,研究其在多孔介质中的渗流规律对于油藏开发具有重要意义。本文采用多尺度混合有限元方法,对可压缩流体渗流问题进行了研究。考虑流体的可压缩性以及介质形变,推导得到了可压缩流体渗流问题的多尺度计算格式。数值计算结果表明,多尺度混合有限元适于求解非均质性和可压缩流问题,具有节省计算量、计算精度高等优势,对于实际大规模油藏模拟具有重要意义。     

平面应变不可压缩橡胶圆柱的大变形

针对一类新的橡胶材料应变能函数，推导了受内压作用下不可压缩橡胶圆柱的大变形公式，给出了位移、应力的解析表达式（用积分形式表示）。建立了适用于分析非线性不可压缩橡胶材料的罚有限元列式，算例表明：位移与应力能很好地与理论解吻合，并提出了控制计算稳定的方法，特别是详细地讨论罚因子的选取及对计算结果的影响。     

在研究可压缩流体流动过程中几何方法的应用

前言热流体在各种流道内流动过程的分析是人们关注的课题,迄今为止,已有不少论文出现。但是,以分析流动过程微分方程解的特性为基础,对各种流形的一般性的讨论却很少。本文着重研究流动微分方程解的特性,定性地探讨积分曲线在相空间中的结构及与之相应的各种流形,也即是对微分方程的解进行几何分析。二、基本方程式本文的主要目的是探讨几何分析方法在分 ...     

一种可压缩与不可压缩气体流动的统一算法及其应用

本文采用伪时间变化率项及其"预处理"矩阵,并结合LU-SGS离散格式,发展了可压缩与不可压缩气体流动求解的统一算法.该方法有效地消除了采用可压缩方法求解低速流动时容易产生的"刚性"问题,减小了由于压力项在低速情况下产生的舍入误差.同时,在求解低速与高速并存的流场流动时,无需进行预处理矩阵的转换,实现了可压缩与不可压缩气体流动的统一理论求解.作为算法有效性的验证,本文分别计算了低速、高速、高低速混合流动的典型算例.计算值的验证结果比较表明,对求解马赫数大范围变化情况下的流场,具有很好的收敛性与稳定性,而且收敛速度基本不受流动速度的影响.这个算法程序为今后发展用于燃烧反应流动和密度梯度驱动流动的分析建立了方法基础.     

数值求解不可压缩流动的投影方法研究进展

在过去的20多年中, 投影方法通过速度和压力的解耦计算, 获得了比全耦合方法更高的计算效率, 这个显著优点使之得以广泛应用. 目前, 在计算非定常不可压缩流动的原始变量形式的数值方法中, 投影方法得到了越来越广泛的应用. 本文根据投影方法的构造思路,将众多的投影方法分成了3类, 即: Helmholtz-Hodge分解类投影方法、算子分裂类投影方法和局部连续投影方法, 并详细的介绍了3类投影方法的发展历程和求解步骤. 从投影方法的求解过程不难发现, 通过速度和压力的解耦计算, 提高了投影方法的计算效率, 但同时也给投影方法的时间精度分析带来了困难, 并长期成为大家争论的焦点. 普遍认为, 速度的时间精度比较容易达到高阶, 但是压力一般来说只有一阶精度. 但通过对3类投影的对比分析后, 我们认为, 局部连续投影方法将有助于澄清目前投影方法存在的相关争议, 并使得发展高阶精度的投影方法在理论上和技术上成为可能.      

配置点谱方法-人工压缩法(SCM-ACM)求解不可压缩流体流动

开发了配置点谱方法SCM(spectral collocation method)与人工压缩法ACM(artificial compressibility method)相结合的方法 SCM-ACM,用于求解不可压缩粘性流动问题。选取典型的方腔顶盖驱动流为研究测试对象,首先建立人工压缩格式的控制方程,其次采用SCM离散控制方程的空间偏微分项,推导出矩阵形式的代数方程,最后测试了SCM-ACM代码的有效性。结果显示,SCM-ACM能够有效求解不可压缩流动问题,并继承了谱方法的指数收敛特性,且具有ACM求解过程简单及易于实施的特点。     

配置点谱方法-人工压缩法(SCM-ACM)求解不可压缩流体流动

开发了配置点谱方法SCM（spectral collocation method）与人工压缩法ACM（artificial compressibility method）相结合的方法SCM-ACM,用于求解不可压缩粘性流动问题。选取典型的方腔顶盖驱动流为研究测试对象,首先建立人工压缩格式的控制方程,其次采用SCM离散控制方程的空间偏微分项,推导出矩阵形式的代数方程,最后测试了SCM-ACM代码的有效性。结果显示,SCM-ACM能够有效求解不可压缩流动问题,并继承了谱方法的指数收敛特性,且具有ACM求解过程简单及易于实施的特点。     

三维不可压缩边界层分离流的反解法

本文提出了计算具有分离区的三维层流和湍流边界层的一种反解法。计算中采用了半正交曲线坐标系和涡粘性各向异性湍流模型。数值分析中采用了变换域技术和 Keller分块差分格式。用本文方法计算了一个三维边界层分离流实例,计算结果同实验数据吻合得很好。     

可压缩烧结材料平面塑性变形

本文简要介绍了可压缩烧结材料平面应变滑移线理论。应用该理论和滑移线场数值解确定了可压缩烧结材料平板镦粗时，在宽高比ｗ／ｈ≥ｔｇ（π／４＋θ／２）、接触摩擦系数非零和工件相对密度任意给定的条件下的塑性区、压板压力分布和最大滑动摩擦系数。用烧结铜试样粗糙平板镦粗实验进行了验证。     

粘性不可压缩流体定常层流管流及柱体的扭转

本文用加权残数法求得了任意等腰三角形及矩形截面的柱体的扭转问题以及和柱体形状相同的等截面长管的不可压缩粘性流体的定常层流问题的近似解.近似解有较高的精确度.另外,文中还提出了变率配域法的概念.     

可压缩混合层流动近十年研究进展

从稳定性分析、实验研究和数值模拟3个方面回顾了过去近10年间关于可压缩混合层流动的研究.这些工作研究了可压缩性对混合层其它性质的影响,这些性质包括混合层增长率、不稳定模式、流场结构、平均速度和脉动速度、以及标志物的混合等.3种研究方法相互补充, 共同提供了认识可压缩混合层流动机制的大量信息.这些研究是湍流机理研究的重要组成部分,也是混合层流动在应用技术领域成功应用的前提.