轴对称喷管壁面边界层差分计算方法

一、轴对称喷管边界层基本方程 为了较精确地估算轴对称喷管的推力特性,有必要考虑喷管壁面边界层对推力的影响。基于计算叶栅损失系数的经验(参见文献[1]),我们拟采用类似的方法来计算轴对称壁面的边界层。对于轴对称物体,比较方便的是采用圆柱坐标系r、θ、z。但对于边界层的计算宜采用下述正交曲线坐标。 取x坐标沿喷管壁面在子午面的剖面线方向,且沿流动方向为正。y坐标垂直于喷管壁面。还有一个仍取θ坐标。则连续方程为     

空调器新型轴流风扇叶尖涡的研究

本文采用Navier-Stokes方程和Spalart-Allmaras湍流模型,对只在叶轮尾缘带有导流罩的低压轴流风扇进行了三维稳态内流模拟,详细分析了叶顶流场中叶尖涡的产生和发展轨迹。研究结果表明,叶尖涡在距叶尖前缘约1/4叶顶轴向弦长的吸力面附近形成,在叶轮出口附近消失,在切向约占3/4流道,近似形成一个涡环,阻塞主流.在回转面上,叶尖涡涡核先沿流线方向发展,在导流罩附近逐渐转为切向方向发展;在径向方向,叶尖涡先沿外径方向发展,在导流罩附近转向内径方向移动。空调室外机系统的不对称结构引起叶尖涡在叶轮旋转过程中的相对位移.流量的变化对叶尖涡的轴向位置影响较大,而对其径向位置的影响不明显;小流量时叶尖涡的轴向移动能力减弱,切向移动能力增强,消失位置向前缘方向移动.     

离心压气机叶尖间隙泄漏流动数值研究

采用离心压气机计算机辅助设计系统,设计了一个离心压气机叶轮,对这一叶轮在不同叶尖间隙下内部流场进行了数值计算。给出了不同弦长截面二次流矢量、二次流流以及机匣壁面极限流线等计算结果。结果表明叶尖间隙的大小与泄漏流动的强度密切相关。分流叶片的泄漏流动随着叶尖间隙的增大而增强。通道涡与合适的叶尖间隙所形成的泄漏涡相互作用可以削弱泄漏强度,改善流动。     

一题三解

电荷Q均匀分布在长为L的细棒上,选坐标如图所示。求区间(00,表示沿x轴正方向;当x<　时,E(x)<0,表示沿x轴负方向.显然,这是理所当然的. (1)式前一步方括弧内第一项,当。一。n寸,红十co,这是由于细棒,假设线密度人所致,细律意味着带电棒横截面为无穷小,电行面密度趋于无穷,当只计算从原点到*区间内电荷对J点场强贡献时,由于工处截面上电荷面密度趋于无穷,因而场强沿J轴正方向趋于无穷·方括弧内末项,当。”0肘,一巴一co,表示只计算从0…     

解任意迴转面叶栅的高阶展开中心流线法

一、前言 由吴仲华教授最早提出的“中心流线法”是对叶栅进行设计或计算的一种行之有效的方法.很明显,中心流线法原来的计算误差是由两个方面造成的:(1)沿中心流线数值求导的误差;(2)沿展开方向Taylor级数的收敛性及取项较少带来的误差.文献[3]提出的解析解法使第(1)方面的误差得以消除.为了减少第(2)方面造成的误差,主要途径应     

狭义相对论力的变换公式的简单推导

在一个运动参考系S ′中, 有一个装有理想气体的正方形盒子, 盒子的底面与x O y所在的面平行, 在S ′ 系观测, 盒子右、 前、 上3个面受到沿x, y, z轴方向上气体的压力相等. 在静止的S系观测, 盒子上、 下两个面沿运动 方向的边长要收缩, 在y, z轴方向上前、 上两个面要受到气体压力也要变化, 再由理想气体热力学系统的压强( p) 与惯性运动无关, 就可以得出力的变换的公式     

跨声速轴流式压气机三元流动设计的理论、方法和应用

基于吴仲华的三元流动理论,完成了单级跨声速轴流式研究压气机的气动热力学设计.经过两类流面的五轮迭代计算,S_1迥转面上的中心流线与中心S_2流面上相应流线的形状基本重合,其上参数如V_(θr)、△_s/R和流片厚度等大致相等,获得了三元流场的收敛解,同时也确定了满足各项设计判断准则及所需流量的流道和叶型.对超声速进气截面的流场分析表明,由于通道激波的滞止作用,波后的V_(θr)、△_s/R等量都发生了突跃.     

离心压气机叶轮内三元流动的计算与分析

第一部分基于[1]的理论、和[2、3]的解法提出一种离心叶轮内三元流动的改进解法,它含两层迭代计算,内层为一系列任意通流截面上沿非正交流面坐标s_1和s_2方向气动热力学方程组的迭代求解,外层为两个相关流场迭代求解,最终得包括延伸域的叶片通道三元解。解法通用于普通、分流及串列叶片叶轮。 第二部分为计算与实验比较,目的是验证发展中的三元解法,并了解和分析离心叶轮内重要的内部流动现象,即无粘解法的适用范围,流面的翘曲,及通流截面是的二次流谱。     

一种宽角域散射增强超表面的研究

提出并验证了一种基于超表面相位梯度设计以实现宽角域后向雷达散射截面(radar cross section, RCS)增强的设计思路.宽角域RCS增强超表面包含两个区域,分别设计大小相等方向相反的相位梯度,控制-45?和45?方向上的入射电磁波沿入射方向返回;电磁波垂直入射时,在一个区域内耦合为表面电磁波,传播至另一区域再次解耦为垂直反射的自由空间波,分别在-45?, 0?, 45?方向上形成散射峰,实现了在-45?—45?的宽角域范围内的RCS增强.仿真了宽角域RCS增强超表面在电磁波以不同角度入射时的电场分布和单站RCS,测试了加工样品在9—12 GHz频带内不同频点处的单站RCS,和仿真结果基本一致.结果表明:设计的宽角域RCS增强超表面在9—12 GHz的宽带频率范围内,在-45?—45?的宽角域范围内对于x和y极化入射波均有良好的RCS增强效果.     

超音速绕流Mach-Zehnder干涉图分析的Abel变换

本文处理了含激波的柱对称或球对称抛射体超音速统流Mach-Zehnder干涉图分析的Abel变换问题。我们对一般的Abel积分方程研究了具有有限个间断点的解的某些性质;将其应用到Mach-Zehnder干涉图的干涉条纹移动δ(x)和密度ρ(x)间的Abel变换上,得到了三个有明显物理意义的结论,(1)干涉图上的任一直线上的干涉条纹移动δ(x)是x的连续函数;(2)若在截面1-1上的圆环r=c处有激波,则当x→c_时,δ’(x)～L/(c-x)~(1/2);(3)若除尖点c外,干涉条纹移动δ(x)是光滑的,limδ’(x)存在,且当x→c_时,δ’(x)～L/(c-x)~(1/2),则流场中于圆环r=c处出现激波,在激波两侧密度跳跃值为Δρ=λ*L/K(2c)~(1/2),且对r≥c和r相似文献   

多层网格法在分离流计算中的应用

文中应用多层网格法计算圆柱绕流,获得了流体的分离现象。文中采用MAC类型的一个分裂格式,推导和给出了固壁处的压力边界条件,用插值法给出了对称面处速度的边界条件,对这些条件都进行了试算和比较。为了更好的计算分离流,我们令z=1nr,使网格步长在r方向以指数形式增长,这就大量地节省了总网格数。文中也用多层网格法来选取微分方程的初值,节省了总的计算时间。最后在文中给出了计算结果和计算机打印的流线图。     

LaFeAsO单晶各向异性光学性质的第一性原理研究

使用密度泛函第一性原理研究了高温超导体LaFeAsO各向异性的光学性质。在描述光学性质的计算原理和计算方法的基础上, 计算了LaFeAsO的态密度、光电导谱、反射谱以及电子能量损失谱。光电导谱中, x方向与z方向有着很大差别, 在沿x方向的第一个带间吸收峰出现在1.3 eV处, 沿z方向出现在1.5 eV处; 在反射谱与电子能量损失谱中, x方向与z方向的特征峰位置在能量较高处都是相互吻合的。分析认为, 主要是电子在Fe原子之间的各个态间的跃迁所引起。考虑到温度效应对其光学性质的影响, 在计算光学矩阵元时, 加入Lorentz展宽δ=0.10 eV。本文的研究结果, 可为实验制备以及材料性质的研究提供有价值的参考。     

使用非正交曲线座标与速度分量S_2流面反问题流场线松弛解

针对叶轮机械S_2流面反问题的计算,介绍了使用任意非正交曲线座标和非正交速度分量的S_2流面反问题流场线松弛解法计算机程序.并对该程序与目前一般常用的速度推广法(流线曲率法)程序和矩阵直接解法程序的不同之处,作了简要的比较和评论.指出流场线松弛法的优点,特别是在采用叶片三维设计计算方法时,当叶片区沿流线方向必须设立更多的计算站时,流场线松弛方法是一个值得推荐的好方法.     

旋度概念的从头构建法

通过基本的途径,没有利用斯托克斯公式,导出矢量场环量面密度的计算公式.指出同一点处矢量场f(r,t)绕不同轴的环量面密度不同,Δ×f的大小等于环量面密度的最大值,Δ×f的方向沿着环量面密度取最大值时回路所缠绕的轴的方向,绕n轴的环量面密度等于Δ×f沿n轴的分量.这样的一个矢量场Δ×f叫做f(r,t)的旋度.并且指出计算矢量场沿无穷短线段的线积分时人们常犯的错误.     

离心泵三元扭曲叶片设计的研究

本文参照离心压缩机三元扭曲叶片的设计方法,发展了一种离心泵叶轮三元叶片的设计方法。采用液流角动量作为控制叶片弯扭规律的参数,考虑流动分离对叶片中心面形状的影响,对沿轮盘、轮盖处相对流线上角动量分布形式的确定原则进行了分析与改进。通过引进叶轮水力效率来计及粘性的综合影响,使基于平均S2m流面反问题的计算方法更符合实际情况。最后对一离心泵的叶片进行计算,得到了较好的叶片形式。     

离心泵非设计工况内部流动特性研究

以单级蜗壳式离心泵为研究对象,基于RANS进行了全流场的非定常数值计算,探讨了叶轮的非定常流动特征,重点分析了叶轮出口沿轴向变化的圆周面流域内各节点的压力分布特性。结果表明:在叶片压力面及叶片后缘尾迹区发生了剧烈的湍流脉动现象;不同工况下叶轮出口圆周方向的压力系数C_p均在隔舌附近产生极值;额定工况Q/Q_N=1时,叶轮出口圆周方向的压力系数C_p呈稳定周期性分布,随着工况的改变,压力系数C_p沿蜗壳周向分布不均匀性增加;小流量工况下叶轮流域内发生了明显的流动分离现象,流道内产生了较大尺度的分离涡,破坏了叶轮出口圆周方向压力系数C_p的周期性分布特性;叶轮出口圆周压力系数C_p沿中截面两侧的流域内几乎对称分布;在Q/Q_N=0.2小流量工况下,压力脉动频谱图低频段内出现了较多复杂的激励信号,认为这与流域内的分离涡结构具有一定关联。     

谈普通物理《热学》课中一个关于自由程的问题

(一) 在普通物理《热学》课中,对气体内的输运现象作微观解释时,可以先做这样一个简化假设[1]:设分子等分成三队,分别平行于X轴、Y轴、Z轴运动,而且,由于沿各轴正、负方向热运动的机会均等,所以三队中的每一队又等分为沿正、负方向运动的两小队。 如果气体内定向动量或热运动能量的输运是沿Z方向进行的,那么可在z0处垂直于Z轴作一假想截面ds,把气体分成上下两部分。很容易算出在dt时间内、通过ds面、上下两部交换的分子对数为其中,n是分子数密度,v是分子热运动的平均速率。 而为了计算定向动量或热运动能量的输运量,还需要确定所交换的分…     

同心旋转圆柱间隙流场中纤维取向的动态模拟

本文对两同心旋转圆柱间隙形成的流场以及处于流场中的纤维运动和取向进行了数值研究. 在贴体坐标网格下求解了流场控制方程, 得到了流场中的速度、压力等物理量. 研究了两同心圆柱同速反向旋转以及仅内层圆柱旋转这两种情况下的纤维运动和取向状态. 得到了处于这两种情况下的纤维在流场中从静止到开始运动和取向直至最终达到稳定状态的动态详细过程. 结果表明, 当两个圆柱同速反向旋转时, 纤维运动与取向也相应的呈现两层结构; 而仅内圆柱旋转时, 纤维运动与取向呈单层结构. 在两种情况下, 纤维均沿流线方向运动和取向. 讨论了纤维长径比对纤维取向的影响, 结果表明随着纤维长径比的增加, 纤维沿流线取向的取向度逐渐增强.     

证明“2”的另一方法

在输运过程中,通过与输运方向垂直的截面的分子,其平均自由程为全部分子平均自由程的两倍,有文对此作了证明[1].本文拟从另一角度予以征明,这能更容易地看清其实质, 1.如图,设输运方向沿z,取对应的两微元截面 在N0个分子中,自由程大于z的分子数为 自由程介于z～z+dz的分子数为这-dN个分子的自由程之和为-dN·z= N0个分子中自由程大于z的分子的自由程之和为(用了罗彼塔法则). 显然,自由程大于z的诸分子的平均自由程为(+z)· 在z处dV=dSdz内于dt时间受碰的分子数为 这些受碰的分子中只有一部分朝dS=0射来,设为K,ndSdz·dt,K,为比例系数; …     

MgB2各向异性光学性质的第一性原理研究

使用密度泛函第一性原理研究了超导体MgB2单晶各向异性的光学性质.在描述光学性质的基本理论和计算方法的基础上,计算了MgB2的光电导谱、反射谱以及电子能量损失谱,并通过MgB2的各个原子分解态密度图对所得到的反射谱和损失谱的各个谱峰做了详尽地分析.从光电导谱上来看,x方向与z方向有着很大差别,而在反射谱与电子能量损失谱中,x方向与z方向的特征峰位置都是相互符合的.从光导谱来看,沿x方向的第一个带间吸收峰出现在20000 cm-1处,而沿z方向出现在40000 cm-1处.考虑到温度效应对其光学性质的影响,在计算光学矩阵元时加入Lorentz展宽δ=0.10 eV.计算结果和最近实验结果有比较好的一致,只是带间吸收谱峰位置和实验之间存在约1000cm-1(～0.124 eV)的差别.总体上该研究的计算结果从定性上和定量上都与最新各向异性光电导实验结果在误差范围内符合很好.