稀相气固悬浮体越过沿平面匀速运动激波后的流动结构*

本文给出气固悬浮体中激波感生边界层的渐近数值分析,其中计及了作用于固体粒子的Saf-fman升力.研究结果表明粒子横越边界层的迁移导致了粒子轨道的交叉,因此对目前通用的含灰气体模型应做相应的修正.本文利用匹配渐近展开方法得到了匀速运动激波后方的两相侧壁边界层方程,详细描述了在Lagrange坐标下计算颗粒相流动参数的方法,并给出了粒子浓度很低情况下的数值结果.     

气固两相流动系统基本特征的大规模模拟

运用基于颗粒运动分解思想的硬球模型模拟了气固两相流动系统的基本特征，讨论了操作条件对其的影响，其模拟结果表明：与国际上现有 用型模型相比，基于颗粒运动分解思想的硬球模型具有更为真实的优点，它能够定性而形象地复现气固流化系统的实验特征。     

多孔介质两相驱动问题的特征差分和Schwarz区域分裂并行算法

本文考虑多孔介质两相驱动问题的数值解法。用混合元方法求解压力方程，可同时得到速度和压力的近似；对浓度方程，给出了两类特征差分与Ｓｃｈｗａｒｚ型区域分裂引结合的数值格式，以减小对流项产生的数值弥散，减小所处理问题的规模和实行并行计算。     

在两相粘性跨音速喷管流动中簿层方程的一种隐式求解方法*

本文略去沿流动方向的粘性,将任意曲线坐标系中无量纲化的N-S方程简化为薄层方程.采用隐式近似因子分解法求解气相控制方程,采用特征线法跟踪颗粒,然后获得两相跨音速湍流充分耦合的数值方法.其中,颗粒尺寸是分级的,用参考平面中的拟特征线法处理喷管的粘性亚音速进口边界条件,湍流采用代数模型.该计算方法应用于火箭喷管两相粘流计算,并预估了固体火箭发动机的推力和比冲,计算与试验结果吻合很好.文中还讨论了不同颗粒尺寸、不同颗粒质量百分数和颗粒尺寸分级等对流场的影响,分析了颗粒、二维径向分速和粘性对发动机比冲的影响.本文的方法具有节省机时的优点,尤其是对颗粒尺寸分级的计算,效果更为显着.     

多孔介质中两相不可压混溶驱替的差分流线扩散法及其误差分析

多孔介质中两相不可压混熔驱替问题可描述为椭圆和抛物耦合的非线性偏微分方程组，对椭圆方程采用混合元方法，而对抛物方程采用差分流线扩散法，本文构造了求解该问题的差分流线扩散-混合元格式，最后，给出所构造格式按L^∞(L^2）模的拟最优误差阶估计。     

PDMS表面上的液滴蒸发实验研究

利用粒子跟踪测速(particle tracking velocimetry, PTV) 技术,研究了聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane, PDMS）表面上的液滴蒸发行为.发现固液界面上的荧光微球首先向固液界面中心移动,而后发生运动反转,向三相接触线移动.其原因是由于接触线钉扎时接触线附近的蒸发通量较小,从而引起向液滴中心的流动,这种流动将微球带向液滴中心.理论分析了三相接触线的移动特征,发现其移动速度理论值与实验值在同一量级,而移动加速度的实验值较理论值偏大,造成这种偏差的原因是三相接触线处的荧光微球削弱了基底对三相接触线的钉扎作用.     

Lattice Boltzmann Study on the Motion of Dual Droplets in Microchannels With Contact Angle Hysteresis北大核心CSCD

接触角滞后表现为流体在非理想固体表面上运动时前进接触角和后退接触角不同,是两相流体在润湿表面上流动的重要现象.该文采用改进的伪势格子Boltzmann(LB)多组分模型,并与几何润湿边界条件相结合,研究了两个液滴在具有接触角滞后性微通道表面上的运动行为,主要研究了通道内特征数、通道表面性质以及液滴初始参数的影响.研究结果表明：毛细数的增大有助于液滴的移动,然而并不利于液滴的排出,且毛细数的增加对上游液滴的影响大于其对下游液滴的影响;另一方面,接触角滞后性窗口越大,液滴运动和形变更迟缓,但形变程度更明显,两液滴更早地发生合并,但更晚地排出管道;液滴间距的增加使液滴的运动行为在不同阶段表现为不同的模式,但都导致通道中残留小液滴,使得液滴排出通道的时间增加.研究结果还表明：上游液滴和下游液滴的相对尺寸差距越大,越不利于液滴排出管道.     

两相流体非线性渗流模型及其应用

基于三参数非线性渗流运动定律、质量守恒定律及椭圆渗流的概念,建立了低渗透介质中两相流体椭圆非线性渗流数学模型,运用有限差分法与外推法求得了其解,导出了两相流体椭圆非线性渗流条件下油井见水前后开发指标的计算公式,进行了实例分析。结果表明:非线性渗流对含水饱和度分布影响较大;非线性渗流使得水驱油推进速度比线性渗流的快,使油井见水时间提前,使得石油开发指标变差;非线性渗流使得同一时刻的压差比线性渗流的大,使石油开发难度加大。这为低渗油藏垂直裂缝井开发工程提供了科学依据。     

双曲拉伸面上的流动及其热交换

研究不可压缩粘性流体,在双曲拉伸面上的边界层流动及其热传导．分别使用级数展开法和局部非相似（LNS）法,得到解析结果和数值结果,给出了表面摩擦和Nusselt数的解析结果和数值结果,并进行了互相比较．同时发现动量和热边界层厚度,随着离前缘距离的增加而减小．众所周知,线性拉伸项方程的解,可以作为双曲拉伸首次项方程的解．     

Mathematical Aspects of Modeling the Self-Oscillations of the Heterogeneous Catalytic Reaction Rate. I

Theoretical study is presented of a special system of ordinary differential equations. The system is related to the mathematical modeling of self-oscillations of the reaction rate in a heterogeneous catalytic reaction. The periodic solutions of autonomous systems with a small parameter at the leading order derivatives are studied. We show the validity of the quasistationarity principle provided that the velocity of the reacting mixture in the reactor is high. That allows us to decrease the number of variables in the model while keeping the general model properties. A new principle of the generation of relaxation oscillations in the three-dimensional kinetic model with two fast and one slow variables is proposed.     

零攻角小钝头钝锥高超音速绕流边界层的稳定性分析和转捩预报

研究了零攻角小钝头圆锥高超音速边界层的稳定性及转捩预测问题．小钝头的球头半径为0.5 mm,锥的半锥角为5°,来流马赫数为6．采用直接数值模拟方法得到了钝锥的基本流场,利用线性稳定性理论分析了等温壁面和绝热壁面条件下的第一、第二模态不稳定波,并用“e-N”方法对转捩位置进行了预测．在没有实验给出N值的情况下,暂取N为10．研究发现,壁面温度条件对于转捩位置有较大影响．绝热边界层的转捩位置比等温边界层的靠后．且尽管高马赫数下第二模态波的最大增长率远大于第一模态波的最大增长率,但绝热边界层的转捩位置是由第一模态不稳定波决定的．研究方法应能推广到有攻角的三维边界层流动的转捩预测．     

A numerical study of boundary layer flow of viscous incompressible fluid past an inclined stretching sheet and heat transfer using nonpolynomial spline method

In the present paper, we study the boundary layer flow of viscous incompressible fluid over an inclined stretching sheet with body force and heat transfer. Considering the stream function, we convert the boundary layer equation into nonlinear third-order ordinary differential equation together with appropriate boundary conditions in an infinite domain. The nonlinear boundary value problem has been linearized by using the quasilinearization technique. Then, we develop a nonpolynomial spline method, which is used to solve the flow problem. The convergence analysis of the method is also discussed. We study the velocity function for different angles of inclination and Froude number with the help of various graphs and tables. Then using these in heat convection flow, we obtain the expression for temperature field. Skin friction is also calculated. The various results have been given in tables. At last, we calculated the Nusselt number.     

关于高阶精度WCNS格式的无粘通量分裂方法

高阶精度加权紧致非线性格式(WCNS)越来越广泛地应用于复杂流动数值模拟.WCNS可以与多种无粘通量分裂方法结合起来使用.但是,常见的通量分裂方法都是基于低阶格式发展起来的,目前还不清楚哪些通量分裂方法最适合WCNS,也不知道这些方法与高阶格式结合时将会产生什么效果.表面热流计算是高超声速流动数值模拟的难点之一,为了在热流计算时选择合适的通量,研究了多种通量分裂方法的耗散大小.每种通量都可以表示成中心部分与耗散部分之和.这些通量的中心部分相同且非常简单,但是耗散部分较为复杂,且不同的通量分裂方法可导致不同的耗散表达式.通过对通量耗散进行分析可以发现耗散大小与网格界面两侧的物理量跳跃近似线性正相关.数值计算表明高阶格式得到的网格界面左右两侧的物理量跳跃通常远比低阶格式小,因而带来的通量耗散小.通过3个典型算例考察了通量耗散对热流计算的影响,其中包括高超激波/边界层干扰算例.基于对van Leer通量、Steger-Warming通量、KFVS通量、Roe通量、AUSM类通量和HLL类通量的考察,给出了通量选择建议.     

热交换多孔圆盘间三阶流体的MHD轴对称流动

在两个具有热交换可渗透的多孔圆盘之间,研究三阶流体的磁流体动力学(MHD)流动.通过适当变换,将偏微分的控制方程转换为常微分方程.采用同伦分析法(HAM)求解转换后的方程.定义了均方残余误差的表达式,并选择了最佳的、收敛的控制参数值.检测了无量纲参数变化时的无量纲速度和温度场.列表显示表面摩擦因数和Nusselt数,并分析了无量纲参数的影响.