稳态不可压流计算方法在稳恒电磁场中的应用

从流体力学和电磁学的相似性出发,揭示了稳态不可压缩流体流动方程、稳恒电场方程和稳恒磁场方程在数学表达上具有相似性,均可用对流项,扩散项和源项来表达.而且在数值求解中也存在类似规律,可利用计算流体力学中对对流项和扩散项的处理方法来处理电磁场方程中的对流项和扩散项.通过分析上(下)风格式与向前(后)差分格式的数学意义和物理意义,提出采用上风格式和下风格式能求解电荷运动问题,而上风格式能求解流体力学问题.     

对本构方程书写形式的探讨

在研究非牛顿流体圆管和环空管流层流流动问题时，确定其速度分布是关键。对于非牛顿流体圆管和环空流动问题，有些文献中的推导结论有错误，原因是混淆了运动方程和非牛顿流体本构方程中的切应力概念。为了解决此问题，在分析流体运动方程中各项物理意义的基础上，给出了一种统一的本构方程的书写形式，用于研究非牛顿流体圆管和环空管流层流流动规律。应用结果表明，该方法物理意义明确，容易得出有关流动的正确解。     

对本构方程书写形式的探讨

在研究非牛顿流体圆管和环空管流层流流动问题时,确定其速度分布是关键。对于非牛顿流体圆管和环空流动问题,有些文献中的推导结论有错误,原因是混淆了运动方程和非牛顿流体本构方程中的切应力概念。为了解决此问题,在分析流体运动方程中各项物理意义的基础上,给出了一种统一的本构方程的书写形式,用于研究非牛顿流体圆管和环空管流层流流动规律。应用结果表明,该方法物理意义明确,容易得出有关流动的正确解。     

伯努利方程应用探讨

伯努利方程是流体力学中的一个重要公式,对于不同的流体流动方程的形式不同,本文分析并给出了不可压缩流体、可压缩气体和粘性流体的伯努利方程。     

广义二阶流体的脉冲泊肃叶流动分析

讨论了广义二阶流体的脉冲泊肃叶流动,引入黎曼-刘维尔分数阶微分建立本构方程,结合不可压缩流体时间分数阶动量方程,得到控制方程。利用傅里叶正弦变换和分数阶拉普拉斯变换,获得流体速度解析解。利用Stehfest算法对结果进行数值模拟,通过图像讨论了分数阶参数以及延迟时间对流动的影响。结果表明速度过冲现象主要取决于动量方程的时间分数阶参数。     

流体机械粘性流场的数值模拟方法

流体机械内部流动的完全不可压缩假设使得流场的求解十分困难。为了有效模拟流体机械内部的粘性流场，根据流动的物理本质，将流体的实际压缩性引入控制方程，用声速方程代替可压缩流动的能量方程，发展了一种模拟流体机械内部流场的新方法。该方法将控制方程按特征值的正负号进行矢通量分裂，相应采取前差或后差格式，提高了计算的精度和稳定性。选定的计算域将一个叶片完全包容在求解域里面，避免了尾流边界条件给定的困难。计算结果表明，分离区域的压力系数基本不变，工程上将分离区内的压力视为常数，采用死水区模型是可以接受的。计算结果和实验结果基本一致     

轴径向床中流体二维流动的研究——Ⅰ.流道静压均恒

在流道静压均恒下，应用连续性方程和Ergen方程描述了轴径向固定床中流体的二维流动，通过数值模拟，得出了二维流动的流场。计论了角媒封高和长径比对流场的影响，以流体停留时间相等为原则，得出了合理的触媒封高度。     

稳恒电磁场的应力张量及应用

本文从稳恒电磁场方程出发导出了稳恒电磁场的应力张量，给出了稳恒电磁场中物体表面上单位面积所受力的一般公式，并讨论了静电场中导体球的“球膨胀”效应．     

可压缩流体的喷管出流

从流体动力学的Ｅｕｌｅｒ方程出发,结合气体的绝热方程,讨论可压缩流体定常流动时流速与横截面之间的关系,给出亚声速流和超声速流的重要区别的物理阐释,进而讨论可压缩流体喷管出流的问题．     

非正交曲线坐标系下叶轮机械紊流流动方程及其模化形式

本文从粘性流动基本方程出发,以一般张量形式,严格地推导出了转动、任意非正交曲线坐标系下三元、稳定、不可压缩紊流流动的雷诺应力迁移方程、紊流动能方程和紊流能量耗散率方程。再根据通常的简化假定,导出了K-ε双方程模型在任意非正交曲线坐标系下的张量形式,并对文献[1]、[2]及[10]中相应公式提出质疑。     

电磁力驱动载流金属熔体内速度的差分计算

针对电磁场对熔融流体的作用特性,采用差分方法和人工可压缩法,研究了电磁场对熔融流体速度的控制作用.结果表明:得到了一个控制液流流动的最佳时间段.在此时间段内载流熔液受交流磁场作用时熔体有很好的稳定状态,抑制液流流动的效果最佳,而加稳恒磁场和无磁场作用则无此特性.另外,电磁场可以很好地控制熔融流体的流动性,可以对载流熔体流动起促进或抑制作用,选择的金属物理属性、电磁参数、时间历程等因素都会对熔体的流动速度产生影响.该成果可用在电磁冶金工业中施加电磁场以控制金属熔体流速的目的,具有一定的指导意义和参考价值.     

对不可压缩流体连续性方程的讨论

经典不可压缩流体数学模型的建立,是近代理论流体力学的基础。但是当时的数学工具的不完善,不可压缩流体模型的建立存在一些假设。本文针对不可压缩流体的连续性方程存在的一些问题,运用数学分析工具进行了数学上重新的分析和推演。所作的分析仍然是在经典流体力学基本框架上,在连续介质和局部平衡假定下[1]的基础上,从逻辑推演的角度对不可压缩流体连续性方程的定义作了一些有益的探讨。     

KdV方程导出过程中一个偏微分方程的解

KdV方程是研究孤立波现象的一个一维的数学模型，这个模型是通过研究在重力作用下，不可压缩的无粘性的流体的运动而建立的．在适当的假设下，利用这种流体所满足的连续性方程和动量方程，就可以得到一个椭圆型偏微分方程．利用分离变量的方法，对这个方程进行讨论可以求得它的通解，这个通解是由解析函数所表示的函数项级数．     

油水两相流Darcy-Stokes模型

塔河油田缝洞型油藏的溶洞可分为微小溶洞溶孔和大溶洞,部分大溶洞未被充填,未充填的大溶洞内部不存在多孔介质,流体流动属于自由流动,流动规律符合Navier-Stokes方程,油藏存在自由流动区和渗流区,流动规律符合Darcy-Stokes耦合模型。针对塔河油田的流体特征,将现有的用来描述单相不可压缩流体流动的Darcy-Stokes模型扩展到油水两相的微可压缩流体,并根据未充填溶洞内压力差异小这一特征,对油水动量守恒方程进行简化,所得到的动量守恒方程在形式上与不可压缩流体的相同,但流体密度和粘度仍然是关于压力的函数。模型中引入了Beavers-Joseph-Saffman边界条件,并将该条件扩展到两相流。将Darcy-Stokes模型应用于数值试井,结果表明,尽管采用双重介质渗流模型和Navier-Stokes模型都可以得到很好的拟合效果,但是后者的解释成果更接近三维地震解释所预测的地质模型。     

幂律流体管内充分发展的对流换热分析

将非牛顿流体的动量方程、能量方程和幂律流体的本构方程相结合，建立了幂律流体管内流动和换热充分发展时的对流换热控制方程组，并在恒热流和恒壁温边界条件下分别对方程组进行了求解，得到了两种不同边界条件下的温度分布和无量纲对流换热系数(Nu数)的表达式。结果表明，幂律流体的流变指数对流体流动的影响要大于对换热的影响；在恒热流边界条件下，幂律流体的温度在管内沿轴向呈线性分布；而在恒壁温条件下，其截面平均温度沿轴向呈指数规律变化。幂律流体的无量纲对流换热系数与幂律流体的流变指数有关，并且在两种边界条件下，均随着流变指数的增加而减小。     

两种多介质流体可压缩流动界面捕捉方法的数值研究

本文比较研究两种多介质流体可压缩流动界面捕捉方法。其中混合模型界面捕捉方法将高精度PPM格式应用到多介质体积分数形式Euler方程组，用双波近似求解一般刚性气体状态方程Riemann问题；Level-Set界面捕捉方法应用无数值耗散的Ghost-Fluid-Method，并用WENO格式求解Euler运动方程和Level-Set演化方程。本文给出了一维气液接触间断，气液Riemann问题，激波接触间断相互作用，以及二维Richtmyer-Meshkov不稳定性的计算结果。     

三维有界区域中非牛顿可压缩流体的广义解

考虑流体的偏应力张量分量与速度梯度为非线性关系的情况,本构方程仅依赖于速度梯度的一阶导数。对满足强制性条件,以及增长性条件 的非牛顿粘性可压缩流体在三维有界区域中的流动进行了研究,其中和为正常数,为速度梯度张量, 是偏应力张量,为的分量,它依赖于速度梯度张量。文章利用构造近似解和极限的过程证明了三维有界区域中非牛顿可压缩流体广义解的存在性,所用的证明方法为能量方法。     

不可压缩非等温非牛顿流广义特征线基分裂算法

发展了用于不可压缩非等温非牛顿流模拟的广义特征线基分裂算法,推广了控制方程沿粒子特征线的离散格式,经典的特征线伽辽金法和时域的Crank-Nicolson离散格式可分别被归纳为离散格式的两个特例.为消除流体的不可压缩性导致的虚假数值振荡,采用压力稳定型分步算法.利用粘性系数关于等效应变速率的指数模型来模型化流体的非牛顿特性.平面Poisseuille流动和4∶1平面收缩流动的数值模拟结果突出地显示了该方法处理不可压缩非等温非牛顿流动问题的有效性及良好性能.     

柱坐标系下Oldroyd B流体模型

从Oldroyd提出的研究本构方程的新理论出发，得出张量形式OldroydB流体的本构方程，推导出了柱坐标系下的6个方向上的分量形式的方程，并将此结果用于管内非线性非定常流动中。     

量子力学中力学量的复函数表示

本文讨论Ｂｏｈｍ的量子势因果解释。将Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ方程分离连续性方程和动力学方程，证明动力学方程不能用ｈ→０的极限方法过渡经典方程；将动量和动能表示成坐标的复函数形式，分析了实部、虚部的物理意义，证明量子势的本质是动能的组成部分而非相互作用势。