圆环形腔内凝固问题的热阻法近似解

对圆环表腔内的凝固问题进行研究,得到了热阻法近似解,以及在第三类边界条件下,该近似解的表达式,并用有关实验予以验证,用此公式计算了圆环形腔的性能,得出以下结论：圆环形腔蓄冷量大而蓄瓣最佳关径比为0.15-0.25;Bi数小于10时,增大Bi数才能起到强化凝固传热的作用,因此,用于冷却的表面传热系数应在Bi数小于10的范围内选取。     

水波绕射的数学模型

应用线性小振幅波理论把水波绕射问题转化为一个二维的Helmholtz方程来解,再应用Nyst.o.m方法来解二维的Helmholtz方程,通过求得的数值解与解析解的对比,证明给出的数值模型有很高的精度。     

顶部送风方腔内混合对流换热的数值研究

采用非稳态数学模型对具有对称和非对称结构的顶部送风二维方腔内混合对流流场与温度场进行了数值求解.数值计算中控制参数Ra取为固定值106,Re在1 000~3 000范围内变化.数值结果显示,随Re的增大,具有对称结构问题的数值解会分别出现定常解、周期性振荡解和非周期性振荡解;而对于非对称结构问题,数值解的最大网格Pe虽然大于对称结构问题的最大网格Pe,数值解是定常的,并未发生解的振荡.因此,判明具有对称结构的顶部送风二维方腔内混合对流问题数值解的振荡是客观存在的物理振荡,而非数值方法不稳定所引起的数值振荡.     

层流泡状流双流体模型的积分解法

为弥补用于泡状流双流体模型的直接离散差分解法无法比较直观地揭示流场成因的缺陷,针对最基本的泡状流(垂直圆管内充分发展段层流泡状流)提出了一种双流体模型解法——积分解法。首先通过对双流体模型进行符号积分,得到表示该模型的近似解析解,然后再用数值方法迭代求得数值解。该积分解法得到的近似解析解比较直观地表明:液相轴向速度主要与阻力、浮力和空泡率有关,而空泡率则主要受升力和壁面力的影响。数值解与实验数据基本吻合,预测精度一般不低于75%。     

一类典型二阶非线性微分方程的近似解析解研究

在非惯性转动参照系中研究力学体系的运动,常常会出现一类分子分母都含非线性项的二阶非线性微分方程,很难求得其近似解.用Adomian分解法研究了这类典型二阶非线性微分方程的近似解,在给定的初始条件和参数下得到了近似解的解析表达式,并作出了近似解析解的解曲线;与直接用Mathematica软件得到的数值解曲线和用同伦渐近法得到的近似解析解曲线进行了比较,结果表明,在第一个1/4周期时间内,用Adomian分解法得到的近似解解曲线与直接用Mathematica软件得到的数值解曲线十分吻合,并且其误差比用同伦渐近法得到的解曲线更小.     

雾化喷射沉积成形中沉积体内的凝固过程(Ⅰ)──理论分析

采用“虚拟”凝固层的概念,通过对沉积坯内凝固过程的温度分布、凝固时间、虚拟凝固层厚度等参数的理论分析,建立了相应的理论模型,并求得了这些参数的数值解．     

开口空腔内湍流自然对流与表面辐射的耦合传热

对具有单个加热壁的二维方形开口空腔内的湍流自然对流与表面辐射的耦合传热进行了数值研究。结果表明,辐射强烈地影响腔内的流场及温度场,它既可增强也可减弱空腔的湍流自然对流换热;不同Rayleigh数和温差比下,空腔的总换热率及辐射所占份额均呈现不同的变化规律。     

基于辛几何理论求解电磁波在二维非均匀媒质中的传播与焦散问题

利用辛几何的高频近似理论的新方法 ,求解电磁波在一电参数缓变的二维非均匀媒质中的传播与焦散问题。通过辛空间上的坐标变换 ,使电磁波传播中的焦散问题转化为非焦散的问题 ,并结合几何光学的方法 ,求得了包括焦散区在内的高频近似解。解决了几何光学法无法在焦散区求解的问题。计算结果与有限元法所得结果基本吻合。本方法还可以推广到复杂的二维及三维的情况     

雾化喷射沉积成形中沉积体内的凝固过程（I）——理论分析

采用“虚拟”凝固层的概念，通过对沉积坯内凝固过程温度分布、凝固时间、虚拟凝固层厚度等参数的理论分析，建立了相应的理论模型，并求得了这些参数的数值解。     

具有长条型内边界外问题的耦合法

本文以具有长条型内边界的二维调和外问题为例，研究一种带有椭圆人工边界的自然边界元与有限元耦合法，给出耦合变分问题的适定性及近似解的误差估计．理论分析及数值结果表明，用该方法求解带长条型内边界的外问题是十分有效的．     

FGH95合金雾化熔滴凝固热学参数数值计算

运用等效热容法对等离子旋转电极雾化（PREP）FGH95高温合金熔滴在冷却凝固过程中的凝固热学参数进行了数值计算,给出了雾化熔滴在凝固过程中固液界面前沿的温度梯度及固液界面移动速率随固相分数的变化关系以及熔滴冷却速率和凝固时间随熔滴尺寸的变化关系。     

Formation mechanisms and control method for stray grains at melt-back region of Ni-based single crystal seed

An experimental study together with numerical simulation was conducted to investigate the formation mechanisms and control methods for stray grains at melt-back of seed in this paper. The numerical simulation results showed that the convex solid/liquid (S/L) interface changed very slowly into a concave interface during the initial solidification stage and the undercooling was slightly affected by the S/L curvature change. The formation of stray grains below melt-back interface at seed perimeter could be suppressed with the decrease of clearance between the seed and mold. However when the clearance was further decreased to 0, an orientation deviation layer formed originated from the deformation of un-melted seed caused by different expend coefficient between the seed and mold. The nucleation of stray grains above the melt-back interface at the seed perimeter could be suppressed using the mold with small surface roughness. The isolated un-melted dendrite stem at semi-solid mushy of the seed with the large original primary dendrite spacing transfer to complex network structure, suppressing the formation of the stray grains, when the primary dendrite spacing of seed decreased or the seed underwent solution heat treatment. Then, the formation mechanisms of the stray grains at the melt-back region are discussed based on above results, and a method is proposed to suppress the formation of the stray grains for preparing single crystal components by re-used seed.     

连续铸铁管凝固过程数学模型

本文通过理论推导,建立了连续铸铁管凝固过程传热微分方程,用差分数值解法求解取得了满意的结果,最后用最小二乘法回归,求出固液界面的等温线方程。通过该模型可以方便地求出连续铸管的凝固时间,凝固层厚度,凝固层深度及内外壁凝固速度差。     

脉冲激光表面熔凝熔池演变数值模拟

为了研究脉冲激光作用过程中表面快速熔化与凝固的过程,建立了脉冲激光作用熔池金属熔凝的二维热流耦合模型．考虑重力、材料物性随温度的变化等的影响,利用焓-多孔度方法和用户自定义函数对表面熔化凝固的固液相界面演化进行了分析;采用熔化／凝固模型对熔池内的瞬态温度场、速度场和流场进行了数值模拟,并以实验验证模拟结果．计算结果表明：表面熔化与凝固的固液相界面的移动呈现不同状态;在熔凝过程中,熔池内除存在一对方向相反的主环流外,还存在多个环流;流体的速度随着温度的降低而减小且速度最大的区域位于熔池表面附近．     

熔模铸件凝固收缩流动过程的数值模拟

本文在考虑了由于凝固收缩而引起的液相流动后针对回转体类熔模铸件的凝固过程进行了数值模拟研究,探讨了熔模铸件的凝固界面、空单元界面的移动和凝固过程中的流速场,并直接模拟求得了熔模铸件内部的孔隙率分布。     

金属动态凝固过程的计算机模拟

本文采用有限差分法,用BASIC语言编制了凝固过程的计算机模拟程序EDUCAT,并以纯金属A1及具有结晶温度范围的合金A1-Cu5%两类典型材料为例进行了模拟计算.计算结果展示了它们的凝固方式,并由计算机直接得到了凝固区域结构和动态凝固曲线(表示凝固进程的距离一时间曲线),与实测结果比较,证实了模拟结果的可靠性.     

分数阶电报方程的近似解析解与数值解

研究了分数阶电报方程的近似解析解与数值解.首先用Adomian拆分法讨论了它的近似解析解;其次用差分法求解它的数值解,构造出隐式差分格式;最后给出数值例子,把近似解析解、数值解与精确解进行了比较,显示方法是有效的.     

强非线性高阶微分方程计算机符号分析法研究

依据等效小参量法的原理,使用Matlab语言编程,用符号迭代法求解出几种典型强非线性高阶系统方程的近似解,并用数值分析验证其结果的可靠性和逼近实际系统的准确程度．所采用的分析方法和所得结果对高阶非线性系统方程近似解析法的推广应用具有重要意义．