数值模拟电磁力作用下的椭圆柱绕流

利用格子Boltzmann方法(LBM),对电磁力作用下的椭圆柱绕流进行数值模拟,研究了电磁力椭圆柱绕流的影响,并且分析了曲线边界处理方法和曲线边界受力的计算方法,计算得到了不同强度的电磁力作用下椭圆柱绕流的流线,揭示了它的变化机理。结果表明:格子 Boltzmann method方法计算过程简单合理,而且电磁力能够改变椭圆柱绕流的边界层结构,抑制椭圆柱表面的流动分离,消除旋涡脱落。     

用格子Boltzmann方法计算椭圆柱绕流的阻力

用格子Boltzmann方法模拟椭圆柱绕流, 研究椭圆柱形状对阻力的影响. 对圆柱绕流问题进行了数值模拟, 阻力系数的数值计算结果与相关文献数值相符. 计算了当Re=200, 椭圆柱纵轴长度不变、 横轴长度逐渐变大时几种不同形状的椭圆柱绕流, 并用插值方法处理了曲线边界, 用动量转换法计算了曲线边界受力. 计算得到了不同形状椭圆柱绕流的流线、 涡线以及阻力系数随横轴/纵轴长度比的变化趋势. 通过分析流线和涡线的变化, 给出了阻力变化的机理.     

线电流与无限长磁介质椭圆柱系统的磁场

利用保角变换和磁象法给出了线电流与无限长磁介质椭圆柱系统的磁场,并对结果作了进一步讨论.     

椭圆柱绕流的理论研究

现有的椭圆柱绕流理论给出了椭圆柱周边流场分布示意图,但流场分布图的数学分析计算过程并不完善,给进一步研究椭圆柱绕流问题增加了难度。首先利用保角变换的方法求得攻角为零时的椭圆柱绕流复势,然后利用复变函数理论将椭圆柱绕流复势分离,得到了椭圆柱绕流的势函数和流函数,随后利用MATLAB软件绘制出了流线和等势线分布图,进而基于求得的绕流势函数和流函数,应用理想流体力学相关理论,讨论了椭圆柱面的流体压力分布规律。     

在垂直和任意方向磁场中的六角形超导网络相边界

给出了在垂直外磁场和任意方向外磁场中的七节点六角形超导网络相边的精确解析表达式,由此表达式求出了两种情况下的六角形网络的相边界,得到了在任意方向外磁场中的网络相边界Ｔｃ（Ｈ）是以敏感和复杂的方式依赖于磁场大小和方向,并对相边界Ｔｃ（Ｈ）这些特性的某些应用给予了讨论。     

舰船平面磁场的边界矢量积分延拓方法

根据矢量格林恒等式,得到了大平面边界上各点磁场的矢量积分关系,进而找到了大平面内测量磁场和未知磁场的积分关系,通过边界剖分离散化形成线性方程组,求解得到未知磁场,达到磁场延拓的目的.延拓得到的大平面磁场能够提高远场磁场的计算精度.实验算例证明了该延拓方法的有效性,表明利用该方法能够较准确地由小范围测量磁场延拓得到大平面...     

深水中复合材料椭圆柱壳声辐射的数值分析

用有限元／边界元法分析深水中复合材料椭圆柱壳的声辐射．首先利用有限元分析壳体的受迫振动,然后提取壳体表面（耦合面）数据,作为声场分析的边界条件,并计及流-固耦合作用,从而可用边界元计算壳体的辐射功率以及壳体表面、近场和远场声压,结果表明系统的耦合振动模态对于其辐射声场具有重要影响．     

椭圆柱绕流的相关问题研究

研究无粘性不可压缩流体绕过椭圆柱时在椭圆柱附近的流动情况.利用儒可夫斯基变换根据复变方法得到45°冲角下椭圆柱绕流的复势函数;给出45°冲角下椭圆柱绕流的速度势函数和流函数并画出45°冲角下的流线图和压强系数图.根据流线图、压强系数图分析了椭圆柱表面的速度和压强分布情况.当椭圆的尺度参数取极限值时,所得结果可以退化为平...     

导体椭圆柱面的电荷及场强的分布

利用复变函数保角变换,将无限长导体椭圆柱面变换为无限长导体圆柱面,给出了无限长导体椭圆柱面电荷密度和空间电场分布.     

用边界元法计算电磁场初探

本文讨论了恒定电场、磁场的边界无法的基本方程,离散并形成矩阵方程。提出了离散载流边界以求取磁场从而避免离散整个电流域的计算方法。文中还列举了一个应用实例,并将结果与有限元解进行了比较,指出了两种方法各自的特点。     

绕椭圆柱管束的流动与传热特性

椭圆柱管束换热器在工业领域中得到广泛的应用。采用一种简单合理的自由表面模型深入研究了流体绕流椭圆柱管束的流动与传热问题。通过适体坐标转换方法在非规则流道截面上求解出动量与热量传递控制方程,获得了等壁温条件下的流道内的阻力系数和努塞尔数等准则数,并且和文献值进行了对比。文献值和模拟值之间的最大绝对误差小于3.5%,表明所建立的数学模型是正确的。利用所建立的数学模型分析了流动方向、椭圆柱横截面形状、管束结构参数以及壁面边界条件对绕流椭圆柱管束的流动与传热特性的影响。获得了等壁温和等热流密度条件下的阻力系数和平均努塞尔数。这些准则数为椭圆柱管束的设计和优化提供理论指导。     

椭圆柱坐标系下的射线追踪方程组

为了探测地下结构的速度分布，在椭圆柱坐标系下讨论了程函方程、射线追踪方程组，并给出了椭圆柱坐标下的波的透射反射定律。     

围绕水平椭圆柱热源接触熔化分析

对相变材料围绕水平椭圆柱热源温差接触熔化过程进行了分析．针对按以往模型所得结果的问题：边界层厚度在φ为90°时趋于无穷大,考虑椭圆柱表面和固液相变界面法向角的不同,建立了新的数学模型,推导出其熔化过程基本方程,并求得边界层压力分布,固液相界面法向角变化规律,边界层厚度分布和椭圆柱运动速度与外力的关系．讨论了不同椭圆压缩系数下的方程解,分析表明,在考虑熔化界面法向角后,椭圆柱两侧的边界层厚度为一有限值,与所做实验观测的结果一致．     

刚性圆柱声散射特性的边界元法求解

声散射在检测声学和医疗成像诊断中是一个重要的现象,被检测物体外部形状的复杂性以及内部的缺陷或病变等会引起复杂的散射场.首先介绍了经典的无限长刚性圆柱在平面波入射下的声散射理论,引入了边界元法(the boundary element method,BEM),并且构建了模型计算边界元的声散射与理论解作对比.然后采用边界元法计算有限长刚性圆柱以及连线垂直于入射方向的两个刚性圆柱和不同轴长比的椭圆柱的声散射.计算结果表明,当无因次参量ka值比较小时,圆柱的尺寸比值以及双圆柱的情况对散射场分布的影响不大;当ka值比较大且圆柱的长度与半径比L/r值比较大时,无限长圆柱与有限长圆柱的散射场可以近似等效;增加双圆柱之间的距离,散射场的声压幅值和旁瓣的数目都会增加;椭圆柱的散射声场在轴长比a/b=2时声压较小.研究圆柱的散射问题具有丰富的意义,可以为目标物体的识别、缺陷的识别和定位等提供一定的理论依据.     

椭圆柱面上测地线的几种求解方法研究

根据测地线的几何性质，应用微分方程及变分法从数学角度阐述了椭圆柱面上测地线的求解方法。应用曲面展开方法建立椭圆柱面上测地线的几何模型，并由几何模型推导出数学模型，通过计算机编程实现在椭圆柱面上任意两点间绘制测地线的功能，使求解结果具有直观性。     

绕流椭圆柱管束的流动与传热特性

椭圆柱管束换热器在工业领域中得到广泛的应用。本文采用一种简单合理的自由表面模型深入研究了流体绕流椭圆柱管束的流动与传热问题。通过适体坐标转换方法在非规则流道截面上求解出动量与热量传递控制方程,获得了等壁温条件下的流道内的阻力系数和努塞尔数等准则数,并且和文献值进行了对比。文献值和模拟值之间的最大绝对误差小于3.5%,表明所建立的数学模型是正确的。利用所建立的数学模型分析了流动方向、椭圆柱横截面形状、管束结构参数以及壁面边界条件 对绕流椭圆柱管束的流动与传热特性的影响。获得了等壁温和等热流密度条件下的阻力系数和平均努塞尔数。这些准则数为椭圆柱管束的设计和优化提供理论指导。     

二维椭圆柱散射体声子晶体带结构的计算

采用平面波展开法数值计算了二维椭圆柱散射体声子晶体的带结构,并与圆柱散射体声子晶体的带结构进行比较,发现利用椭圆柱散射体可以获得较大的声子带隙.     

横向磁场中金属薄板的功的互等定理

建立了在不变横向磁场中任意边界金属薄板的功的互等定量,并应用该定理计算了在横向磁场中两对边筒支另两边固定金属薄矩形板的固有频率。     

用边界元法解饱和电机气隙磁场问题

本文提出一种用边界元法与磁路计算相结合来求解饱和电机气隙磁场分布的数值方法。对一台异步电机气隙磁场的分布,分别用公认的非线性有限元法及本文的方法进行计算,两种方法的结果很好地吻合,从而证明了本文方法的实用性。算例表明,本文方法保持了边界元法输入数据少、占用内存少,运算速度快,计算精度高的优点,又克服了边界元法在非线性问题中应用受到限制的弱点。     

体积力与强制对流共存时椭圆柱外的膜态沸腾换热

本文研究了体积力与强制对流共存时椭圆柱外的膜态沸腾换热问题;分析了共存参数、显潜热比参数以及椭圆柱形状与局部位置对换热的影响;得到了分离角,估计了分离发生的条件;计算了汽液边界层的速度场。