移动网格技术在计算流体动力学数值仿真中的应用

基于调和映射理论,将移动网格技术(moving mesh technolog)应用到计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)的数值仿真计算中.推导了移动网格技术在处理大变形问题时求解域的更新过程,并给出了相应的程序流程图,解决了传统固定网格无法模拟大变形的问题.利用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics 4.0a将移动网格方程与流体流动的控制微分方程耦合求解,模拟了油箱晃动时里面油的运动情况.数值模拟得出:移动网格技术可以较真实的模拟流体求解域的大变形问题;在仿真过程中,流体求解域范围内的节点和网格数量并没有增加,只是网格的形状发生了改变,因此移动网格方法并不会额外增加计算机资源.     

离心式通风机的数值模拟

流体机械的设计方法和思想都来自于大量实验,通过这样的方法能够得到较好的风机基本技术参数,但对通风机内部流场的认识还有待于进一步的研究.随着流体力学理论,特别是计算流体力学(CFD)方法的发展,将传统设计模式中的复杂、耗时的部分,可以用先进的CFD技术代替,利用计算流体力学进行数值模拟已逐步成为了解流体机械内部流动状况的重要手段.通过这种"数字仿真"可以充分认识风机内流动规律,从而为改进设计提供了有效可靠的依据,大大减少了实验的工作量和费用.     

平衡大气边界层的数值模拟和风洞实验

通过了风洞实验和计算流体动力学(CFD)模拟的对比,结果显示CFD模拟风特性剖面与实验结果吻合情况符合工程应用的精度要求,说明CFD模拟的有效性和准确性.在进行与风洞试验对比的数值模拟时,研究了壁面Y+值对模拟结果的影响,说明了数值模拟的准确性需要精细的壁面网格的支持.另外,通过CFD数值模拟无限长风洞构造满足水平均匀性要求的大气边界层流场,模拟结果显示模拟满足水平均匀性要求的大气边界层风剖面与计算风工程中通常使用的风剖面有一定的差异,因此针对此问题需要进一步的研究.     

考虑动态流体网格的颗粒-流体耦合算法

传统颗粒-流体耦合算法难以考虑流体动态边界问题,在模拟大变形案例时因流固边界不匹配易造成计算误差,影响结果的准确性.针对该问题,引入流体网格动态更新方法,推导动网格下的达西渗流方程和颗粒-流体相互作用方程,在离散元商业软件PFC2D基础上,开发了考虑流体动网格的颗粒-流体耦合算法.将该算法用于模拟饱和土不排水剪切双轴试...     

气溶胶发生器负压发生装置数值模拟

为解决气溶胶发生器负压装置的效率低、易堵塞、对颗粒磨损大等问题,采用数值模拟的方法比较传统结构与多孔环形结构的性能.在Autodesk Inventor软件中创建出两种结构负压装置的三维模型,导入Autodesk Simulation CFD软件中进行有限元分析计算.分析在进口压力与流量一致的情况下,不同结构内的气体流动情况,将分析结果进行比较,发现多孔环形结构引入气体的流量较大,且流体流动顺畅.结果表明:多孔环形结构适合应用在气溶胶发生器的负压装置上.     

CFD软件在工程流体数值模拟中的应用

阐述了CFD商用软件的工程应用．用FUENT软件进行了典型测试问题——钝体绕流数值模拟，经过与相关文献比较，其计算精度和模拟流态完全令人满意．对于绝大多数工程流体问题，从工程实用的角度来说，利用CFD软件进行前期数值模拟不失为一种明智的选择。     

混合弯管湍流的数值模拟

正确计算出弯管内流体交汇处附近的流场和温度场的分布情况,对于设计合适的入口管道位置具有重要意义.以工程中常见的弯管为例,应用计算流体力学(CFD)技术,研究管中的流体状态参数.使用目前通用的专业CFD数值计算软件FLUENT对管道内流体进行二维数值模拟,分别对算例采用一阶离散化方法和二阶离散化方法进行模拟,并对二者的结果进行比较分析.结果表明,以k-ε双方程模型解决这样的问题可获得满意的结果.     

柱面螺旋槽干气密封微尺度流场数值模拟

针对极端工况下的流体机械动密封问题,提出了新型的柱面螺旋槽干气密封.基于柱面微间隙气膜的结构特性,首先用Solidworks建模软件和Workbench的DM模块联合建立了柱面螺旋槽微尺度气膜模型,其次用专业网格划分软件ICEM CFD独有的block映射技术划分高质量的计算域网格,最后通过CFD流场仿真软件Fluent对微间隙的三维流场进行数值模拟计算,并通过改变工况操作参数,得到相应的泄漏量和浮升力.计算结果表明:在偏心率为0.5时,随着转子的转动,气膜压力升高0.218 MPa,气膜最薄区域的槽根部为压力最大值;流速在气膜最厚区域出现最大值,整体流速与压力呈现反比例分布;对比分析无偏心结构气膜模型,发现没有压力升高现象;浮升力和泄漏量都随转速和压差的增大而增大,对比发现压差对浮升力和泄漏量的影响更大.     

应用改进流体体积法的楔形体斜向入水研究

为了精确追踪入水冲击中含有气体的自由面,在现有流体体积(VOF)法中引入连续表面张力(CSF)模型对气-液界面处压力进行连续化处理,添加对流项以减少体积分数的数值耗散,并耦合水平集函数保证自由表面的尖锐性.应用改进的VOF法对多个倾斜角下楔形体的入水过程进行数值模拟,并分析了砰击压力和自由面特性.研究表明:在保证相同自由面分辨率的情况下,改进的VOF法能减少1/3的网格数量;数值结果较好地反映了斜向入水过程中出现的空气流通现象,砰击压力峰值与实验值吻合良好;当底升角小于10°时出现明显气穴效应,数值结果与实验值相差10%,而解析解的误差达到40%,说明气穴对砰击压力具有重要影响,改进的VOF法对解决这类入水问题具有精度高的优势.     

基于空化模型的阶梯收敛槽机械密封性能分析

为解决波度端面机械密封精密加工困难的问题,提出一种由波度密封衍生变化而来的阶梯收敛槽机械密封结构,采用CFD数值模拟,考虑液膜空化效应,对其密封性能进行参数化分析.结果表明：随着槽深、槽数、槽区开口及密封压力的增加,液膜承载力和泄漏量都增大;随着转速的增加,承载力增大,泄漏量减小;随着膜厚的增加,承载力减小,泄漏量增大.在小膜厚,高转速及较低密封压力的工况条件下,更容易产生液膜空化现象,流体泄漏量降低;较小的槽深会增强流体剪切作用,空化效应增强,泄漏量降低,实现减小泄漏的目的.     

浅谈小学语文教学法在体校的应用

本文试图探讨小学语文教学法在体育运动学校教学中的合理应用,研究如何根据教材特点,从体校学生的心理特点出发,选择、创造能调动学生学习积极性的教学法。改善课堂效率,提高教学质量。     

MRT-LBM三重网格局部加密算法研究

应用MRT-LBM计算流场中运动粒子上的力和力矩时,可使用三重网格局部加密方法来提高计算结果的精度.将流场计算区域划分为互不重合的粗糙区、过渡区和加密区,相邻区域界面重合节点上的物理参数如密度、速度和应力等保持连续,不同区域的分布函数通过过渡区边界点进行传递,运算程序采用碰撞-迁移算法,给出了数据的初始化过程和加密的网格结构.通过对含非对称放置的粒子Couette流动,分别采用标准Boltzmann、全场加密、局部二重加密和三重加密的4种网格进行计算.数值计算结果表明,三重网格加密算法减少了计算结果的波动.对方腔流顶盖下方左右奇异角落处应用三重局部网格加密,结果显示,对雷诺数1 000的方腔流动,沿腔中心线的速度分布与经典文献结果对比效果良好,压力轮廓图的噪声明显降低,应力振荡明显减少.模拟结果证实了所建立的局部加密方法的有效性.      

储层建模及数值模拟三维网格化技术研究

一个合理的三维网格是正确地质体模型的躯体和精髓,决定着地质模型的复杂程度和准确程度。保持地质特征的网格化技术研究对于我国陆相油气田二次开发剩余油认识具有重要意义。然而商业化建模软件和油藏数值模拟软件没有针对油藏中后期开发油藏精细描述的三维网格化的合理解决方案,建模及数值模拟的效果往往无法满足实际应用。本文以储层建模及油藏数值模拟软件最为常用的网格形式结构化网格作为主要研究对象,以老油田二次开发油藏精细描述为出发点,最大程度的保持地质特征来进行网格化。保持地质意义的网格化技术为储层精细建模和油藏中后期剩余油预测提供了技术保障。     

数据网格环境下的一种动态备份模型

在常见的层次拓扑结构的数据网格环境中提出一种动态备份模型,实现了备份的自动创建、删除和更新,优化了备份的放置策略,并为用户数据访问自动选择文件或备份服务。     

基于遥感图像的城市形态分维计算网格法的实现

在城市的分形研究中,常会计算其分维数,用分维数刻画城市的分形特征。作者以计算北京城市形态的分维数为例,介绍2种用网格法计算分维的方法:矢量法和栅格法。矢量法是在ArcView平台下通过叠加分析完成的,栅格法则是在Matlab环境下编程实现的。文章还将从实现过程、适用程度和计算结果3个方面对这2种方法作比较,得到的结论为矢量法和栅格法各有长短,各有适用场合。在具体的应用中,应根据实际情况选择合适的方法。     

基于遥感图像的城市形态分维计算网格法的实现

在城市的分形研究中,常会计算其分维数,用分维数刻画城市的分形特征.作者以计算北京城市形态的分维数为例,介绍2种用网格法计算分维的方法:矢量法和栅格法.矢量法是在ArcView平台下通过叠加分析完成的,栅格法则是在Matlab环境下编程实现的.文章还将从实现过程、适用程度和计算结果3个方面对这2种方法作比较,得到的结论为矢量法和栅格法各有长短,各有适用场合.在具体的应用中,应根据实际情况选择合适的方法.     

基于约束参数反演的共聚焦点道集偏移速度建模方法

偏移速度建模的精度是影响偏移成像效果的重要因素。基于等时原理和差异时移(DTS)分析,提出了共聚焦点(CFP)道集偏移速度建模方法。聚焦算子的计算采用适于任意矩形网格的有限差分走时计算法,用波场延拓法进行CFP道集的生成,利用约束参数迭代反演实现偏移速度的更新,模型的参数化主要依据实际情况而定。为适应横向变速,选用了具有纵、横向速度梯度的参数化模型。模型的试算结果表明:(1)该建模方法具有较好的收敛性,一般只需迭代3～4次;(2)偏移速度的相对误差在1%范围内,反射层深度的误差小于20m;(3)合理选取参数化速度函数是该方法成功应用的关键;(4)要保证双聚焦的精度,必须合理选用计算聚焦算子和生成CFP道集的方法;(5)对复杂地质体的偏移速度建模一般只需分析和控制主要反射层就可以满足精度要求。     

分布于空间曲面上的三维等值线的生成

本文提出了一种分布在空间曲面上的三维等值线的生成算法。该法首先用双参数曲面插值法来拟合所需曲面，曲面以双参数网格线表示，网格线的交点形成网格点阵；其次，按某个视线方向从该点阵中删除被背景曲面自身遮挡了的点；然后，从背景曲面的边界到内部逐个地搜索定义于背景曲面上某物理量的等值点，并按一定的规则将其连成等值线；最后，再按前述视线方向将等值线连同曲面网格一起投影到显示平面上。     

构建大地坐标格网数据库的方法研究

目前常见的商业软件能较好地处理标准分幅的经纬格网,却不能方便地生成任意经纬格网,但任意格网在测绘生产、质检、管理工作中的重要性。。本文介绍了两种构建任意范围、任意格网数据库的方法,数据库格式采用Microsoft Access 数据库文件(mdb),便于使用SQL语句,在不同图层间进行属性赋值, 并重点介绍了如何运用Python编程自动构建大地坐标格网线和结合图表。     

生物特征识别网格系统架构及其应用

提出了一种用于生物特征识别的网格BMG.BMG创建一个虚拟的协作环境以连接分布式的研究中心、用户、模型和数据,为单一生物特征识别和多模式生物特征识别研究提供测试平台,并用网格计算解决的大规模数据库或多模式生物特征识别等类型的应用.实例证明,BMG是实用可行的.