浸没边界-简化热格子Boltzmann方法研究及其应用

针对流固耦合传热问题,本文提出了一种基于浸没边界-简化热格子玻尔兹曼方法(immersed boundary method-simplified thermal lattice Boltzmann method,IB-STLBM)的耦合模型.不同于传统的格子玻尔兹曼方法使用分布函数演化流场和温度场,简化热格子玻尔兹曼方法(simplified thermal lattice Boltzmann method,STLBM)的演化过程不需要依赖分布函数,只涉及平衡态分布函数和非平衡态分布函数,能够直接演化宏观量,极大减小了计算过程中所占用的虚拟内存,简化了边界条件的实现方式,同时具有较高的稳定性.传统的浸没边界法对流场的计算采用欧拉网格,对固体边界采用拉格朗日网格,认为固体边界是对流场产生某种体积力.在应用浸没边界法时,汲取介观的思想,把固体的介入看作是对流场的干扰,打破了固体附近流体介观微团颗粒原始的平衡状态,这种干扰可以看作是在耦合边界上产生的一个非平衡项,可用非平衡态分布函数来表示.基于此,在模型中浸没边界法与简化热格子玻尔兹曼方法更紧密联系在一起,更大程度发挥二者的优点,整个计算过程更加简单直观,符合物理特性.通过对热圆柱绕流和内含热颗粒的封闭方腔自然对流问题的模拟以及对其结果的分析,验证了该算法在求解流固耦合传热问题的有效性和可行性.      

基于方法比对的化学检测实验室内部质量控制北大核心CSCD

质量控制在化学检测试验中有着重要的作用,其目的之一是对实验室中的误差进行控制,使数据在允许范围内,从而确保检测结果的准确性和有效性[1]。质量控制分为内部质量控制与外部质量控制。内部质量控制是实验室控制质量风险、寻求改进机会的重要切入点[2-3]。     

镍锗尖晶石扩散域高温蠕变性能的实验研究

利用人工合成的多晶材料研究了镍锗尖晶石在扩散域的高温蠕变性质。材料颗粒尺寸为0．5μm到8μm，压缩试件为圆柱状，使用气体介质围压试验机。常压蠕变试验过程中，围压为300MPa，温度为1123K到1523K，差应力在55－330MPa范围内。从实验结果得到的镍锗尖晶石在扩散域的流动律表明流动机制为颗粒边界的扩散蠕变（Coble蠕变）。将橄榄石和尖晶石的蠕变数据外推到地球内部条件，粗粒时尖晶石强度远大于橄榄石，粒度减小时，尖晶石比橄榄石还要弱。     

内爆荷载作用下钢筋混凝土安全壳的非线性响应分析

安全壳内部爆炸和恐怖袭击可能导致放射性物质的泄露,会造成严重的灾难。运用非线性有限元 软件LS-DYNA,采用分离式建模方法和流构耦合算法,建立钢筋混凝土安全壳有限元模型,对钢筋混凝土安 全壳遭受内部爆炸进行了数值分析,研究了内爆炸冲击波作用下安全壳内的动力响应,并与Henrych公式和 TM5-1300结果进行了比较。结果表明,在比例距离为3.258m/kg1/3、爆炸源距基底48m 的内爆作用下,数 值模拟能保持较好的精度。     

有水平流时双流体混合物对流的时空演变

在水平流动作用下混合流体(比如水和酒精)的Rayleigh-Benard对流,由于外部强制力和内在行波传播的耦合,构成了研究开流系统中斑图选择和非线性耗散波的理想模型系统,本文介绍对该系统初步的研究成果.首先简述了线性稳定性分析以及水平流对行波非线性分岔特性的影响,然后主要给出我们对这一系统在有限空间非周期边界条件下一维行波对流的研究成果,包括存在的时空形态及其特性对Rayleigh数和槽道长度的依赖关系,最后给出了进一步工作的展望.      

时域自适应精细算法求解对流热传导问题

应用时域自适应精细算法求解对流传热问题.通过展开技术,可更准确地描述变量随时间的变化,同时将时空耦合的初边值问题转化为一系列的空间边值问题,并采用有限元方法递推求解.自适应技术可弥补时间步长不同时可能造成的计算精度损失.并进行了数值检验.     

对流扩散问题的Crank-Nicolson差分-流线扩散法

1　引　言Streamline- Diffusion method (SD方法 )是近年来 Hughes和 Brooks提出的一种求解定常的对流占优和对流扩散问题的人工粘性有限元方法[1 ] ,[2 ] ,它具有标准有限元方法的高阶精度特点和人工粘性 Galerkin方法的稳定性特点 ,因此越来越受到人们的重视 .现在 ,SD方法已被推广到 Euler方程和 Navier- Stokes方程等发展型对流扩散问题[3 ] [4] ,但是常常采用时空有限元 [3 ] [5] ,这样能把时间和空间的精度很好地统一起来 ,却增大了数值计算的复杂性 ,基于此 [6 ]对非线性的对流占优扩散问题提出一种 Finite Difference- Strea…     

流体饱和多孔介质中热发展强迫对流的熵产分析

利用Darcy流动模型,同时考虑粘性耗散效应,分析研究了以两等温平板为边界的多孔介质中,热发展强迫对流的熵产.参数研究表明,组参数和Péclet数减小,而Brinkman数增大时,熵产增大.形象化的热线表示方法着重应用于Br＜0的情况,在这种情况下,在顺流的某些位置上,存在热传递方向的改变,即从原来的壁面向外传热变为向壁面传热.     

非均匀介质中双稳型反应对流扩散方程的整体解

本文研究了非均匀介质中双稳型反应对流扩散方程的整体解(t∈R).通过利用连接常数稳定态和不稳定态的曲面行波解,证明了整体解的存在性,该整体解表现为两列曲面行波解从无穷柱体两端相向传播、相互碰撞、并最终在有限时间内合并.进一步,在一定条件下,证明了方程的非平凡整体解是唯一的,并利用上下解方法证明了所得到的唯一整体解是Liapunov稳定的.     

大型海湾水交换计算中随机游动方法的应用研究

水交换矩阵是反映大型海湾不同子区域之间水交换关系的有效工具,该文对随机游动方法在水交换矩阵计算中的应用进行了研究．通过与对流扩散模型的对比,指出用随机游动方法计算水交换矩阵比用对流扩散方程求解更快更灵活．同时,为了对不同区域之间的水交换特性进行长期快速预测,采用了Thompson提出的预测矩阵方法．通过理论分析得出,影响该矩阵预测效果的因素主要有:粒子数目、分区数和预测矩阵取值时间．以一个矩形海湾为例,将数值模拟结果和预测矩阵预测结果进行对比,分析了以上各因素对预测效果的影响．结果表明,粒子数目越多,预测矩阵取值时间越长,预测矩阵的预测效果越好．在粒子数目足够多的情形下,分区数越多,预测效果越好．相反,粒子数目如果较少,过多的分区数将可能导致预测矩阵效果太差而不可用．