宾汉流体稠密两相湍流流动中的二阶矩模型

建立的Bingham流体稠密两相流动的二阶矩-颗粒动力论湍流模型（USM-theta模型）既体现了两相的作用,又体现了屈服应力所引起的附加项,并提出了USM-theta模型下考虑浓度修正值影响的两相湍流流动的算法．利用该模型对圆管内Bingham流体的单相湍流流动、稠密液固两相的湍流流动进行了计算,并和五方程湍流模型进行了比较,结果表明该模型的预测效果更好．利用USM-theta模型对含颗粒的Bingham流体的两相湍流流动进行了模拟,随着屈服应力的增加,Bingham流体相与颗粒相在管道中心附近的主流速度减小．液固两相湍流和Bingham流体两相湍流的计算结果表明屈服应力引起的附加项对流动有很重要的影响．     

具有绝热自由表面的三阶流体在重力作用下沿斜面薄膜流动时的热临界

研究三阶流体在重力作用下,沿着一个倾斜等温的,带绝热自由表面时薄膜流动的热临界机理．假设是Arrhenius动力学意义下的发热反应,同时不计物质消耗A·D2得到了动量和能量守恒的非线性控制方程,并以MAPLE为工具,基于一种特殊形式的Hermite-Padé近似技术,使用一种全新的数值逼近方法解之．这种半数值方法比之传统的方法,如有限差分法、频谱法、打靶法等,具有一定的优势．得到了解函数的解析结构,并对全部流动结构的重要性能,包括速度场、温度场、热临界和分岔加以讨论．     

近临界流体微通道内流动稳定性和换热特性研究

微尺度条件下的化工、医药、传热与能源利用等系统的研究已经成为极具潜力和挑战性的课题．相应条件下流体流动和换热的分析必须考虑尺度效应所带来的系列问题．该研究采用了数值模拟方法对近临界二氧化碳流体在微尺度通道内的流动稳定性和换热特性进行了探索．研究发现,在近临界区域内由于流体较强的膨胀特性和较低的热扩散特性,在微尺度几何条件下会产生瞬态不稳定的漩涡流动．该种条件下微尺度对流换热和混合效率都得到了大幅提高．进一步,研究针对微尺度局部稳定性演化进行了机理分析并应用了参数估计,总结获得了微通道内近临界流体瞬态换热和混合的基本特性.     

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.     

Bingham流体数据的模拟的双罚函数——正交投影的隐式求解方法

本文对Ｂｉｎｇｈａｍ流体给出了双罚函数逼近和正交投影的隐式求解方法，这个方法把Ｂｉｎｇｈａｍ流体处理为承受不等应力约束的Ｎｅｗｔｏｎ流体的逼近解，有效地模拟了可以出现流动或不流动的“刚性核”的Ｂｉｎｇｈａｍ流体的流动问题。     

Bingham流体数值模拟的双罚函数—正交投影的隐式求解方法

本文对Bingham流体给出了双罚函数逼近和正交投影的隐式求解方法.这个方法把Bingham流体处理为承受不等式应力约束的Newton流体的逼近解.有效地模拟了可以出现流动或不流动的“刚性核”的Bingham流体的流动问题.     

二层流体中沿任意路径运动的奇点解析解*

本文求解了二层流体存在时在上层或下层流体中沿任意路径运动的奇点的速度势.流体的深度为有限或者无限.计入上层流体的影响后,流体交界面不再是等压力面或零压力面.文中给出了这种情况下的一系列奇点基本解的解析表达式.     

初边值问题稳定性分析的一个注记

初边值问题稳定性的研究是在初值问题稳定性理论基础上开展的.1968年Kreiss得到了双曲型方程组二层显式差分近似初边值问题稳定性的充分条件,1972年Gustafs-son,Kreiss,Sundstr(?)m得到了多层隐式差分近似初边值问题稳定性的充分必要条件;一般称之为GKS理论.     

阶梯形球面间流体流动的离心惯性效应

本文推广运用了Sommerfeld代换方法,从而导出了阶梯形球面间流体流动考虑离心惯性效应的解析解,为球形静压推力轴承的精确设计提供了理论基础。     

非Newton流体在多孔介质中沿竖直面作自由对流时应力屈服和Soret效应对其传热/传质的影响

对饱和的非Newton幂律流体,流经多孔介质中竖直平板时的自由对流,在出现应力屈服和Soret效应时,研究化学反映对传热/传质的影响.用相似变换,将边界层控制方程及其边界条件转换为无量纲的形式,然后通过有限差分法求解该方程.给出并讨论了浓度曲线,以及本问题各种参数值时的Nusselt数和Sherwood数.发现化学反应参数γ、化学反应级m、Soret数Sr、浮力比N、Lewis数Le及无量纲流变参数Ω对流场有着显著的影响.     

管道Bingham流的变网格有限元法

本文讨论了管道Bingham流的变网格有限元逼近,并在合理的正则性假设下,得到了确定模意义下的误差估计。     

管道Bingham流的Galerkin有限元法

1　引　言Galerkin有限元法从七十年代中期开始被广泛应用于求解抛物型方程的研究当中 ,其基本解法是对空间域采用有限元法 ,而对时间轴采用差分方法 ,并且对不同时刻的空间区域采用相同的网格 .但到至今为止 ,用此方法应用于变分不等式方面的研究工作甚少 ,本文就针对一类变分不等式— Bingham流问题应用此方法来进行分析、研究 ,给出其相应的近似解有限元计算格式 ,并在合理的正则性条件假设下 ,导出了近似解的 L2 模及能量模方面的误差估计式 .2　 Galerkin有限元格式设Ω为平面上的有界凸区域 ,边界为 Ω ,并适当光滑 .Wmp(Ω )为 S…     

Helical flow arising from the yielded annular flow of a Bingham fluid

The Bingham fluid model was developed to represent viscoplastic materials that change from rigid bodies at low stress to viscous fluids at high stress – a process termed yielding. Such a fluid model is used in the modeling of slurries, which occur frequently in food processing and other engineering applications.     

Peristaltic transport of non-Newtonian fluid in a diverging tube with different wave forms

The present study investigates the peristaltic transport of non-Newtonian fluid, modeled as power law and Bingham fluid, in a diverging tube with different wall wave forms: sinusoidal, multi-sinusoidal, triangular, trapezoidal and square waves. Fourier series is employed to get the expressions for temporal and spatial dependent wall shapes. Solutions for time average pressure rise — flow rate relationship are computed for different amplitude ratios, φ, power law indices, n, yield stresses, τ₀, and wave shapes. Results indicate that φ and n play a vital role in peristalsis. When φ of the sinusoidal wave is increased from 0.6 to 0.8, the maximum pressure rise, increased by a factor of 10. Increasing n from 0.6 to 1 increased the by a factor of 3. For Bingham fluid with φ=0.5, a 25% increase in is obtained when τ₀, is reduced from 1 (non-Newtonian) to 0 (Newtonian). Of all the wave shapes considered, obtained is maximum for the square wave and minimum for the triangular wave (4–15 times less depending on φ). Finally, pathlines of massless particles are traced to investigate the occurrence of reflux. It is observed that, even for zero flow rate, reflux occurs near the tube wall and the thickness and shape of the reflux region strongly depends on φ, n, and shape of the peristaltic waves.     

外形任意的多孔介质轴对称物体中充满非Newton幂律流体时的自然对流

在一个轴对称、外形任意的多孔介质二维体中,充满了有屈服应力的非Newton幂律流体时,数值分析其自由对流及其传热/传质问题．利用相似变换,将边界层控制方程及其边界条件变换为无量纲形式,然后用有限差分法求解该方程组．所研究的参数为流变常数、浮力比和Lewis数．给出并讨论了典型的速度、温度及浓度曲线．发现屈服应力参数值和非Newton流体的幂律指数对结果有着显著的影响．     

非牛顿流体偏心环空螺旋流的解析解

石油和化工中许多问题需要求解非牛顿流体偏心环空螺旋流。本文全面地研究了幂律流体和宾汉流体在偏心环空中层流螺旋流的流动规律与流动状态的判别。在理论上,根据流体力学原理,运用数学方法,在作者同心环空螺旋流的理论基础上,通过对偏心环空螺旋流流场的无限细分法,给出了该流场的视粘度分布、速度分布、流量和压降方程,进而建立了判别流态的稳定性参数。