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水平集方法在两相体系颗粒运动数值模拟中的应用 总被引:1,自引:0,他引:1
两相体系中颗粒或颗粒群的运动存在于许多工业过程中,建立了描述两个颗粒(液滴或气泡)在另一液相中运动和变形的三维模型,颗粒的界面用水平集方法捕获,耦合了水平集函数的Navier-Stokes方程用控制容积法和SIMPLEC算法进行求解. 用所建立的模型和算法研究了两种情形下的颗粒运动:两个空气气泡在玉米糖浆溶液中的运动和凝并过程,及两个煤油液滴在静止水相中的运动和变形过程,同时也做了两气泡运动的二维模拟. 两气泡运动的三维模拟结果与他人的实验结果比较一致,二维模拟结果与他人的二维数值模拟结果也比较一致,说明所建立的三维模型及算法能够描述两个气泡或液滴在另一液相中的运动和变形过程. 相似文献
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作者利用圆柱体的散射场逼近椭圆柱体对电磁波的散射,建立了椭圆柱体散射的系统模型,分析了模型的物理意义,提出了进一步改善计算精度的方法;在毫米波段对模型所得结果进行了仿真并和圆柱体的散射场进行了对比,结果表明:当电磁波沿椭圆柱体的轴极化时,散射场主要是由平行于该轴的偶板子产生的,当椭圆柱体的大小和波长相差甚远时,椭圆柱体的散射截面小于同尺寸圆柱体的散射截面.当目标大小与波长可比拟时,椭圆柱的长短轴显著地影响着散射截面,与入射波的极化状态有关.绕射场的增强使得椭圆柱的前向表面电流大于圆柱的表面电流;当入射场垂直椭圆柱体的轴极化时,对于较大的椭圆柱目标而言,后向面电流和圆柱体的后向电流相差不大,但前向面电流与圆柱体的面电流相差较大,甚至相位相反。 相似文献
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【目的】浮放柱体是传统木、石建筑的典型特征,是其核心受力构件之一,揭示浮放柱体在水平地震作用下的响应特性至关重要。【方法】基于传统木、石建筑结构特征与柱顶构件偏心实际情况建立了柱体二维模型,推证了不同动态响应触发临界条件,依据触发临界条件阐释了柱体动态响应触发敏感度。【结果】结果表明:水平地震作用下决定柱体动态响应类型的因素包含基础平面与柱底面间静摩擦系数、柱体长细比、柱顶构件偏心率;在可被触发的抬升、先抬升后滑移及抬升耦合滑移三种柱体动态响应中,抬升最易被触发,抬升后的摇摆运动是柱体的主要运动形式;柱体长细比及柱顶构件偏心率的改变均能影响柱体抬升响应触发条件,但后者的影响更显著;柱体几何特征、柱顶构件质量与其偏心程度均对柱体摇摆运动状态有影响。研究为传统建筑状态评估与保护提供必要理论依据。 相似文献
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为建立精确模拟水砂混合流(如:挟砂溃坝溢流)问题的数值计算方法,提出了模拟固液混相流运动的垂向二维CIPDEM法耦合数值计算模型。模型采用CIP(constrained interpolation profile scheme)法求解描述水体运动的Navier-Stokes流体运动方程,采用DEM(discrete element method)法求解描述泥沙粒子团运动的牛顿力学方程;并通过水砂间的相互作用关系将水-砂运动进行耦合。通过分别对溃坝溢流和砂体下落的单相体运动进行数值模拟并与前人的实验结果进行对比,验证了CIP法流体计算模型和DEM法砂体计算模型妥当。在此基础上,采用所建立的CIP-DEM水砂耦合数值计算模型对干床面上的挟砂溃坝溢流问题进行了数值模拟,计算得出的挟砂溃坝溢流中的水、砂运动形态和运动过程与Zhang(2009)等的实验结果吻合良好,表明提出的CIP-DEM耦合模型在对具有大自由表面变形的水砂运动问题的模拟中具有较好的适用性。 相似文献
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电除尘器出入口气流分布对效率影响的初探 总被引:3,自引:0,他引:3
杜震宇 《太原理工大学学报》2002,33(4):426-429
应用电除尘器内粒子的二维运动模型,分析了考虑粒子返流时出入口气流分布对电除尘器效率的影响,从而提出了模拟实际电除尘器运行特性所必须考虑的影响因素。 相似文献
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山坡地分布型降雨下渗数学模型 总被引:2,自引:0,他引:2
根据山坡地的降雨下渗特性,利用质量、能量守恒定理,并结合坡地的地貌条件,建立了描述山坡地潜水层水充运动规律的剖面二维偏微分方程,采用加辽金有限元数值方法求解模型,模拟了坡地下渗和土壤表层水流运动过程,计算结果能够揭示山坡地产流过程和下渗过程的特点与时空变化。 相似文献
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基于头盔伺服系统执行机构的结构优化设计需求,提出了一种用六维空间超椭球体描述人体头部运动范围的方法;该方法主要由二维包络椭圆的计算和六维超椭球体的计算两部分组成。首先,总结和归纳了包络椭圆的定义,提出了包络椭圆的计算方法。在计算过程中提出了椭圆中心坐标修正步长、包络椭圆的两半轴长修正因子以及纵轴半轴长修正步长等概念。实现了对椭圆中心和半轴长的动态修正,提高了包络椭圆计算的准确性和智能化水平。其次,给出了判定包络椭圆的条件和准则,方便了对计算方法可行性的验证。再次,提出了根据投影面内包络椭圆几何信息求解六维超椭球体的方法。最后,对包络超椭球体的计算方法进行了理论分析和实例计算。结果表明:对包络椭圆与超椭球体的计算是准确的,采用超椭球体来描述头部运动范围是可行的。 相似文献
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采用点线模型法建立二维复杂目标的几何模型 ,运用 Mo M- CGM- FFT相结合的混合技术 ,结合可视化编程技术 ,形成“二维复杂目标的电磁极化散射的建模与仿真”软件。这使得几何模型的建立和仿真的速度有了很大地提高 ,大大降低了内存需求和仿真时间。最后运用该软件对一个复合柱体进行了仿真 ,给出了仿真结果 相似文献
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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. 相似文献
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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. 相似文献
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研究以GaAs为背景介质周期性排列的椭圆孔柱构成的长方晶格光子晶体,发现在优化光子晶体几何参数的基础上,通过调控椭圆孔柱的相对介电常数可以使高频区域的能带从完全光子带隙向零带隙转变. 相似文献
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Hydraulic cylinders are divided into single-rod asymmetric cylinders and double-rod symmetric cylinders.The single-rod asymmetric cylinder has the advantages of small size and simple structure, but its speed characteristic is not symmetric.The double rod symmetric cylinder has the characteris-tic of symmetric speed, but it cannot be used in some special occasions.In this paper, one special hydraulic cylinder, a single-rod symmetric cylinder, is developed.Firstly, characters of this type of cylinder are introduced.Then, the system model is constructed by using one software which is Simu-lation X.Moreover, one single rod asymmetric cylinder is designed and the test rig using the sym-metric valve to control single-rod symmetric or asymmetric cylinder is constructed.Both of the simu-lation and experimental results show that the symmetric valve control single-rod symmetric cylinder servo system is of symmetric speed characteristic, which can be used in practical occasion. 相似文献
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对横掠串列双圆柱绕流噪声问题进行数值模拟,首先通过二维大涡模拟(LES)求解非定常不可压缩N-S方程捕获瞬时流场声源数据;然后运用基于Lighthill’s声学类比的FW-H方程及其积分解,计算由流体流动诱发产生的噪声。通过比较不同流速、直径、间距比对绕流流场以及由其产生的气动噪声的影响发现:流速、直径增加,辐射噪声级相应增大;流速增加,旋涡脱落频率增大;不同间距比对圆柱旋涡脱落有一定影响,从而影响到辐射噪声,存在噪声最大的临界间距比;同时辐射声场具有较明显的指向性。 相似文献
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液压四足机器人髋关节由伺服阀控缸系统构成,是机械腿的关键组成部分.它的控制性能直接影响着机械腿甚至机器人的运动控制精度.因为髋关节工作情况的复杂性和阀控缸系统自身的非线性,使得传统控制算法无法满足机器人运动性能指标的要求.由此,本文对液压四足机器人髋关节伺服阀控缸系统的控制方法进行了研究.首先通过对髋关节工作条件的分析完成了伺服阀控缸的数学建模,然后基于鲁棒自适应动态面的控制算法设计了伺服阀控缸系统的控制器,并从李雅普诺夫稳定判据的角度证明了系统的稳定性.最后通过Matlab与AMESim的联合仿真,对鲁棒自适应动态面与传统PID及普通动态面的控制效果做出对比,证明了所研究算法的有效性. 相似文献
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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。 相似文献
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本文通过对一种简化的椭圆型限制性三体问题对应的受报理想共振模型的详细讨论,建立了一种用能量关系来判别轨道共振态稳定性的方法.数值结果表明:当运动天体的轨道偏心率小于0.2时,可以将此方法用于椭圆型限制性三体问题中轨道共振态稳定性的判别. 相似文献
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通过对双腔气缸运动特性及气动回路的分析,建立了双腔气缸工作系统的动态特性模型,在建模过程中考虑了电磁切换阀及其到气缸之间的气动管路.在此基础上,采用Matlab对所建模型进行仿真;同时,搭建了气缸动态特性实验系统对建模对象———气缸进行了实验.仿真及实验结果表明,文中所建模型可以较准确地从理论上描述双腔气缸工作系统的动态特性. 相似文献