计算域对CFD模拟结果的影响

CFD数值模拟技术正迅速地成为学术研究和工程实际问题分析及设计中不可缺少的工具。然而由于计算机的限制,人们在进行数值计算时常常对所研究的问题进行简化,例如几何模型简化、物理模型简化、以及边界条件近似等,这些都会对计算结果带来一定的误差。本文将通过两个轴流压缩机的例子说明计算域和边界条件选取对数值模拟结果的影响。     

Ψ′→KSKL的首次观测及其物理应用

利用北京谱仪采集的 1400万Ψ′数据,对粲偶素衰变到赝标介子对KSKL进行了寻找,首次观测到信号并测量了其衰变分支比,并首次确定Ψ′衰变中强振幅和电磁振幅之间的相角接近±90°.结合从北京谱仪采集的J/Ψ数据中测得的J/Ψ→KSKL的分支比,确定了Ψ′→KSKL相对于微扰量子色动力学“12%”规则的反常增强,对粲偶素的衰变机制研究提出了新的挑战.     

细胞生物力学

文章评述了组成细胞的各种材料与亚结构的力学特性，细胞及其分子所产生的力和细胞对力作用的响应，介绍了描述细胞形态结构与力学行为的本构方程和研究细胞力学的有关实验技术．内容不仅包括有关细胞生物力学各种主要及最新的研究成果，而且还包括作者对细胞力学的有关实验与理论研究结果，还有许多可供从事生命科学研究人员研究参考的有关细胞生物力学详实而又系统的资料和数据．     

利用单幅同轴菲涅耳数字全息图重构物光波面

在数字全息研究中,为了充分利用CCD器件有限的卒间带宽积,常采用同轴全息记录.然而用同轴全息图再现时,再现物光波和共轭物光波是混在一起无法分开的.有效消除同轴全息图再现光波场中的共轭像是数字全息应用中的一项关键技术.基于菲涅耳衍射运算和逆运算,提出一种用同轴数字全息图重构物光波面的迭代算法.该方法利用同轴全息图再现时,再现物光波和共轭物光波衍射特性的不同来剔除共轭物光波成分,从而将再现物光波成分有效分离出,实现单幅同轴全息图的物光波面数值重构.计算机模拟实验证明了该方法简单易行.     

考虑空气柱的水力旋流器内流场的数值模拟

对水力旋流器内流场进行了数值模拟.旋流器内液相和气相的湍流模拟采用了雷诺应力模型(RSM),边界条件采用速度进口、压力出口.在同一工况下选用三维模型及二维简化模型、分别用VOF模型及刚盖法对空气柱进行处理,就空气柱形成、切向及轴向速度与相同条件下试验测量的结果进行比较.结果表明,三维模型计算结果较二维简化模型与实验值吻合得更好,但二维简化模型在降低精度不大的前提下大大减少了计算时间.对空气柱的处理,选用VOF模型得到的结果更准确,而刚盖法减少了计算用时.     

金属型脉冲堆惯性效应计算

金属型脉冲堆的反应性负反馈主要来自燃料的热膨胀。当脉冲堆爆发短周期脉冲时,由于燃料的热膨胀不能及时响应温度的变化,致使负反馈滞后,产生惯性效应。采用ANSYS程序计算了在突然热加载条件下的振荡特性,同时采用随机中子输运程序计算了平均关闭系数,然后把带有振荡特性的热反馈带入点堆动力学方程,采用数值方法求解得到了考虑惯性效应的裂变脉冲波形。计算结果与Godiva实验测量结果一致。采用的数值方法中,脉冲周期与振荡效应存在定量关系。由计算结果可知,脉冲周期短,惯性效应明显;脉冲周期越长,惯性效应的影响越小,金属型脉冲堆爆发脉冲时应尽量避免短周期脉冲。     

研究堆慢正电子源构建中的关键机理问题

研究堆慢正电子源是获得高强度慢正电子束流的有效方式,国际上己建成多座装置并获得广泛应用.与常规同位素慢正电子源相比,研究堆慢正电子源的物理过程复杂,影响末端束流强度的因素众多,对其进行深入研究与合理建模是未来在中国绵阳研究堆(CMRR)上构建慢正电子源的基础.本文厘清了研究堆慢正电子产生的关键过程与物理机理,建立了预测末端正电子束流强度的理论模型,找到了影响其末端强度的主要物理量:快正电子体产生率、慢化体有效表面积、慢化体扩散距离、慢正电子从表面被提取到靶环末端的效率、及束流系统提取效率.用多种实验结果对模型进行校验,包括多个同位素慢正电子源的效率测量值,以及PULSTAR研究堆慢正电子源测量结果,充分验证了模型正确性.根据模型对各物理量的影响因素进行了分析,找到了需着重关注的影响因素,对未来源/靶结构的设计给出建议.     

气冷服近体调温性能的数值分析

为了探讨气冷服的近体调温性能,构建了体表-服装几何模型,采用数值模拟的方法研究了平均皮肤温度、内外温差关于进气速度、进气温度及人体散热率的变化关系。结果表明:体表上半部分温度高于下半部分温度;平均皮肤温度与进气速度成幂函数关系,温差与进气速度成对数函数关系;平均皮肤温度及温差关于进气温度成线性关系,进气温度每降低1℃,则平均皮肤温度降低0.39℃,而温差上升0.41℃;平均皮肤温度关于人体散热率成线性变化,散热率每增大5W/m~2,平均皮肤温度升高0.6℃。     

国外碳纤维复合材料空间反射镜技术研究与应用进展

采用碳纤维复合材料(CFRP)制造反射镜是空间光学系统轻量化的发展趋势。详细地阐述了国外科研机构在碳纤维复合材料反射镜方面开展的全面基础研究,特别是美国复合材料反射镜研究应用公司(CMA)、伦敦大学学院UCL在这方面的研究情况。阐明了以PLANCK、RICH、NPOI和ULTRA等项目的高精度反射镜为典型代表的工程应用情况,介绍了碳纤维复合材料反射镜的最新研究情况,包括碳纳米管/环氧树脂制造反射镜和镜面非接触方法加工。     

基于有限体积法数值模拟双撕裂模非线性演化

以磁流体理论为基础,采用基于有限体积法的通量差分分裂格式数值求解具有双曲保守律形式的电阻磁流体方程组。编写C++程序对平板几何位形下的等离子体双撕裂模进行了长时间数值模拟,得到双撕裂模不稳定性的演化图景,捕捉到了双撕裂模非线性发展过程中磁场重联的几个典型阶段,讨论了等离子体电阻和两个有理面之间的距离对双撕裂模不稳定性非线性发展的影响。为研究磁流体动力学提供了一种可行的高精度数值算法。