低雷诺数下方柱和圆柱涡致振动的数值分析

通过数值求解二维不可压粘性流体的N－S方程研究了方柱和圆柱在低雷诺数（Re一叨一130）下的涡致振动．柱体振动对流体的影响用动网格法模拟．N－S方程采用时步分裂技术先求出中间速度场,再用多重网格法求解泊松方程得到压力场,最后根据压力场对中间速度场进行修正．柱体的振动方程用Newlllaix一月法求解．通过计算柱体和流体的相互作用,笔者成功地捕捉到了“销定”和“拍”现象．计算结果与实验结果相当吻合,并和已有的用任意拉格朗日一欧拉公式的有限元法计算的结果进行了比较．低雷诺数下方柱和圆柱涡致振动的数值分析@曹丰产@项…     

粗糙微管道壁面振荡的磁流体流动

采用摄动法得到了粗糙微管道壁面振荡的磁流体流动的速度的近似解析解.波状管壁是由小振幅的反相周期余弦波给出的.通过数值计算,分析了振荡雷诺数Re和Hartmann数Ha对速度剖面的影响.结果表明:随着振荡雷诺数Re和Hartmann数Ha的增加,x和y方向速度的振幅减小.同时由于壁面的振荡,对固定的振荡雷诺数Re,随着y的增加,即由微管道的中心到管道的壁面,x和y方向速度的振幅逐渐增加.     

不可压粘性流动N－S耦合方程的有限元解法──I理论

本文对不可压粘性流动非定常Ｎ－Ｓ方程组在耦合条件下应用有限元方法直接求解，并对在高雷诺数下如何提高计算的精度、稳定性以及收敛速度等方面进行了讨论，从而建立起不可压粘性流动Ｎ－Ｓ耦合方程的有限元解法．     

扩缩通道内流动和换热非线性特性的数值模拟

对扩缩通道内流动与换热进行了数值模拟并探讨了其中的非线性特性.通过对不同突扩比ER、不同长宽比AR及不同雷诺数Re下通道内流场和温度场进行分析,给出在一定工况下对称通道内流体的流动和换热会出现偏斜等非线性现象的情况.数值模拟结果表明,存在临界雷诺数Rec使流体流动和换热形态发生转变,当Re超过Rec时,流体流动和换热不仅有对称解,还有非对称解;当Re继续增大时,流体流动和换热出现振荡.通道的几何尺寸及后缩段(表现为ER及AR)都对Rec产生影响.分析结果表明,当Re超过临界雷诺数Rec时,同一截面处上下壁面的局部努塞尔数Nu也由对称向非对称转变,上下壁面出现最大局部Nu的位置也不同.     

小雷诺数下圆柱绕流的流场特性及规律研究

在小雷诺数(Re＜ 100)的情况下,采用有限元方法对不同雷诺数下圆柱绕流流场中的漩涡进行了数值模拟.流体域应用Navier-Stokes方程进行求解,重点考虑了随着雷诺数的变化而引起圆柱绕流流场漩涡的变化,圆柱应力、升阻力的变化情况.数值计算结果随着雷诺数的不断增加,反向对称漩涡的各计算尺寸也随之增加,而且几乎成线性...     

串列钝体绕流的数值计算

用二阶投影法求解二维不可压粘性流体的N -S方程 ,计算了高雷诺数Re=1× 10 5下串列圆柱的非定常绕流 ,得到的阻力系数及斯特劳哈尔数与试验结果吻合良好 ,结合工程实际 ,用同一程序计算预测了钢管混凝土拱桥哑铃型拱肋的阻力系数和涡脱频率     

平行板微管道间Jeffreys流体的周期电渗流动研究

运用分离变量法求解了平行板微管道中线性粘弹性流体的周期电渗流动.解析求解了线性化的Poisson-Boltzmann方程,柯西动量方程和Jeffreys本构方程.通过数值计算,分析了各参数对速度剖面的影响.固定振荡雷诺数Re,当松弛时间λ1ω增大时,流体在外加电场下变得更加快速.同样,对于给定的滞后时间λ2ω,较高的振荡雷诺数Re将会导致EOF速度剖面的剧烈振荡,同时EOF速度剖面的振幅显著减小,在距离EDL远的地方,EOF速度几乎趋近于零.此外,随时间变化的速度剖面给出了对这种流动特性的进一步认识.     

受限方腔内绕流两圆管强制对流换热的数值研究

针对热电冷综合利用系统中的集热箱,抽象出一个受限方腔内两圆管的强制对流换热问题并进行了数值研究.分别对不同雷诺数Re以及不同管间距s的情况进行数值模拟.结果表明,Re较小时流体流动与换热随时间变化,最后趋于一个稳定的对称状态;当Re增加至一定值后,流体流动与换热随时间变化,处于非对称状态.随着Re的增加,流动出现振荡,流体与圆管壁面换热不断增强,计算得到的解从定态解发展为周期性振荡解、多倍周期振荡解,最终发展为混沌.对于不同管间距s,当Re≤150时,管子间距的不同对受限腔内的换热影响不是很大;当200≤Re300时,管间距s对于流动与换热有较大的影响;但当Re≥300之后,管间距s对换热影响较小.     

圆柱绕流水动力学特性的数值模拟

应用计算流体动力学软件FLUENT对低雷诺数(Re)(Re≤300)下圆柱绕流问题进行数值模拟。采用分区结构化网格及层流模型求解不可压缩Navier-Stokes方程,在未施加任何扰动的条件下获得了圆柱绕流2种特殊的绕流场,系统分析了壁面压力系数、平均阻力系数、脉动阻力、升力系数及旋涡脱落频率等水动力学特性参数随Re数变化的规律,结果与实验研究吻合较好。     

模拟圆柱涡致振动问题的重叠网格法

使用重叠网格法求解二维不可压N—S方程,数值模拟了雷诺数在90—150之间的圆柱涡致振动。N—S方程对流项采用三阶迎风格式,扩散项使用四阶中心紧致格式离散,圆柱计算网格随圆柱一起运动,采用运动的非惯性参照系下的控制方程,振动控制方程采用四阶龙枷库塔法求解。计算成功地捕捉到了“拍”现象和“锁定”现象,并给出在不同折合来流速度下圆柱振幅的实验值和数值模拟结果的对比,计算结果与实验值基本吻合。     

电路分析的一种新方法

本文提出把电流、电压、电荷和磁通作为平行的４个网络基本变量，把节点、同孔、割集和回路作为网络拓扑结构的四要素．在此基础上，提出一种研究电路问题的ＮＥＶＡＲ方法：定义了回路复合电阻、回路复合电感、回路复合电弹、割集复合电导、割集复合电容、割集复合倒电感，从而建立了ＮＥＶＡＲ方程组，全称为ＮＥＶＡＲ电路方程组．文中还对ＮＥＶＡＲ方程组同状态方程组和输入一输出方程组作了比较，展示了ＮＥＶＡＲ方程组的求解方法；讨论了ＮＥＶＡＲ方法中处理受控源的问题．把ＮＥＶＡＲ方法应用于集成电路的模拟，讨论了运用ＮＥＶＡＲ方程进行分扯和松驰的问题．     

预测控制中预测方程的两种基本形式及其转换

根据控制对象的状态空间模型．将预测方程归类为两种基本形式，在此基础上导出各种预测方程，揭示预测方程之间的关系．并明确各预测方程之问可能的转换方法，为进一步改进和灵活应用预测控制提供理论依据。     

大地域森林资源动态预测模型和方法的研究

本文运用时变模型研究森林资源动态,视影响森林资源变化因素为输入变量,建立随机差分模型,用状态方程描述森林资源动态。采用Kalman滤波对广西全区森林资源动态作出预测。检验结果表明,本文提出的预测模型和方法效果优良。     

空间曲线参数方程与一般方程互化

空间解析几何的首要问题就是空间曲线方程的求解问题,由曲线建立它的轨迹方程,方法很多.但是任何一种曲线方程的求解方法都不能适用于所有的方程求解,因此,如何完成空间曲线不同方程互化便成了一个基本问题.本文通过例题展示空间曲线参数方程与一般方程互化的作用,及两种方程互化中需要注意的事项.     

基于MATLAB的解析级联网络状态方程

利用截断方程的方法,根据精确度的要求,将无穷多个方程近似为有限个方程,然后加入状态概率限定条件,再利用MATLAB软件求解方程组。结果表明,其解的精度与理论解的相比非常接近,而且限定的有限个方程数越多,近似解越精确。     

Direct algorithms for constructing high-order conservation laws of nonlinear partial differential equations〖CB〗

提出了构造非线性偏微分方程高阶守恒律的直接法并在Maple上实现,算法易操作,效率高.作为算法的应用,考虑了许多高维非线性偏微分方程,如Caudrey-Dodd-Gibbon-Sawada-Kotera方程、Boiti-Leon-Manna-Pempinelli方程和(2+1)-维Burgers方程以及It?方程组,得到了它们的新的高阶守恒律.该算法还可用于构造更高维更高阶的守恒律,亦可推广至微分-差分方程(组).     

一类平面微分方程极限环的计算

应用摄动－增量法研究一类平面多项式微分方程的极限环相图,半稳定极限环分叉和极限环个数的计算问题,该方法的特点是用有限Ｆｏｕｒｉｅｒ级数给出极限环的挖解析表达式,把微分方程化为线性增量方程,应用谐波平衡法建立Ｆｏｕｒｉｅｒ系数的线性代数方程组,再用迭代法求解。二次系统的算例表明该方法是有效的。     

求解拟五对角线性方程组的四参数法

 基于五对角线性方程组的追赶法,给出了拟五对角线性方程组的四参数求解方法。算法的基本思想是,将方程组的前2个未知量x1,x2和最后2个未知量xn－1,xn看作参数,这4个未知量正好对应于拟五对角方程组边角位置上的非零元素。然后通过特殊的矩阵分解将方程组解向量中的其他n－4个未知量用x1,x2,xn－1和xn 4个参数表示,从而形成标准的五对角线性方程组,可以方便地利用求解标准五对角线性方程组的追赶法进行求解。被看作参数的4个未知量可以利用原方程组中的前后两个方程及中间变量求出。最后,将已经求出的4个参数再代入分解矩阵形成的方程组中求得其余分量。鉴此,本文给出了两种不同的实现方法,其主要区别在于求解4个参数的过程不同。一种方法是将解向量的全部分量用参数线性表出,然后取出前后各2个式子组成参数方程,求出4个参数。另一种方法是将4个参数作为已知量先代入第3～n－2个方程中,整理后得到一个n－4阶的方程组,解出第3～n－2个解分量的参数表达式,再将x3,x4,xn－3,xn－2回代到前2个方程和最后2个方程中组成参数方程,求出4个参数。对于规模较大的拟五对角线性方程组而言,这两种算法的计算量几乎一样。该算法的数值稳定性分析结果表明,系数矩阵在满足严格对角占优的条件下,该算法是稳定的。数值实验结果表明,两种算法的实际计算时间与算法的理论分析相符合。     

求解一类非线性方程的新方法

本文给出了求解一类非线性方程的新的函数变换，作为算例，利用该变换求解了几个典型非线性方程。本文方法是一种直接求解的系统方法，具有简便、灵活、对不同方程的适性应强等特点，该方法还可用于求解孤立波方程。     

振动筛网上泥浆流动解的特征线法

本文首先简要介绍了泥浆在振动筛网上流动的基本微分方程组。接着提出了解此方程组的特征线法。特征线法是把偏微分方程组变化为常微分方程组,把泥浆流动视为干扰波传播来解的方法。本文推导出了两组特征方程组并提出差分解法。