一种稳定性与精度协调一致的二阶差分格式

针对保证稳定性的二阶差分（SGSD）格式在网格Peclet数较大时会与二阶迎风（SUD）格式一样引起较严重的假扩散问题，在SGSD格式的基础上，通过引入一个与最大网格Peclet数相关的参数，提出了一种可以减少假扩散的稳定性与精度协调一致的二阶差分（SACSD）格式，应用SACSD和其他4种格式计算了两个经典流动问题，结果表明：SACSD格式的精度至少不比SGSD、CD和SUD格式低，有时甚至比QUICK格式还要高，且稳定性比QUICK格式好，SACSD格式具有较高的计算精度和很好的对流稳定性，因此在进行工程流动与换热问题的数值计算时是一种很有价值的格式。     

二阶椭圆型偏微分方程有限分析解法的精度研究

该文对单元内二阶椭圆型偏微方程有限分析解法的精度作了深入研究。首先应用有限分析方法对求得单元内二阶椭圆型方程的有限分析解，其后通过泰勒级数展开方法，对单元内二阶椭圆型偏微分方程的有限分析解作了展开，引入算子将复杂方程进一步简化，证明了在任意边界近似函数条件下单元内二阶椭圆型偏微分方程的有限分析解的精度为步长ｈ的Ｏ（ｈ４）。结果为有限分析法解工程椭圆型偏微分方程问题，在解法精度上提供了保障。     

一阶迎风格式和二阶ENO Local Lax-Friedrich格式修正系数研究

针对一阶迎风格式和二阶ENO Local Lax-Friedrich格式,通过修正系数法对其进行修正,在不增加模板节点数的情况下,将逼近精度提高一阶,分别称为MCupwind格式和MCENOLLF格式。理论与数值模拟实验表明,修正后的格式保持了原有格式的所有优点,在最坏的情况下自动降为原格式,修正系数法若能在间断或激波附近引入间断解思想,将会有更好的发展前景。     

一种基于WENO格式的一维溃坝水流数值模拟研究

采用一维Saint-Venant方程组,应用WENO格式和Runge-Kutta时间离散的思想,进行溃坝水流的数值模拟,得出了水位和流速的沿程分布,并与理论解比较,发现数值解在间断波附近没有出现数值振荡,水位和流速数值解与理论解吻合较好,表明WENO格式是一种进行溃坝水流模拟的非常理想的差分格式.     

求解不可压流动近似投影方法的精度分析

在非交错网格上开发具有高精度、高效率的投影方法,对于数值求解不可压流动具有重要意义.非交错网格上经过Armfield修正的近似投影方法可以有效抑制压力场的数值振荡,但它在离散的连续方程中引入了和压力四阶导数有关的人工源项.该文通过理论分析指出这个人工源项会使该方法的时间精度降到一阶.考察了一个双周期剪切层流动的算例,通过与交错网格上的投影方法、非交错网格上经压力光滑的精确投影方法对比,说明了这个人工源项是导致该方法时间精度降低的原因.     

高精度有限差分法与复杂流动的数值模拟

针对非定常多尺度复杂流动特征,介绍了高精度有限差分法.用Taylor级数和Fourier分析两种方法分析了数值解的特性,色散和耗散效应可能给数值解带来的影响,及对网格Reynolds数的限制,给出了物理尺度和网格尺度之间的关系.对比分析了谱方法和差分法中的混淆误差.最后数值模拟了几种典型复杂流动:可压三维平面混合流,充分发展的可压和不可压槽道湍流,及二维涡---激波干扰声场.     

粉末冶金装粉过程的粉末流动数值模拟

在粉末冶金过程中,装粉阶段对零件最终密度和均匀性有复杂的影响,而传统的实验方法难以全面地对流动特性进行研究,基于离散单元法能够获得粉末流动的详细信息.采用离散单元法对装粉过程的粉末流动进行仿真模拟和实验验证,并分析了产生差异的原因.进一步对影响粉末充型流动性的参数采用正交工况进行数值模拟,以装粉时间为评价指标,分析了各影响参数的影响程度,建立了较优的参数值,为粉末装粉工艺操作提供参考数据.     

RP技术形成过程及精度分析

对快速成形技术 (RP技术 )的成形过程进行了较完整的数学描述 ,并对离散 -堆积过程进行误差分析 ,为从工艺上优化离散方向 ,降低离散分解误差 ,提高原型精度提供一个理论依据     

提高混响室声功率测定精度的研究

关于混响室测定声源声功率的方法，1975年国际标准化组织制定了宽带声源的精密测定法…和离散频率与窄带声源的精密测定法。现行标准的声功率W是按式(1)计算的。     

基于ENO格式的一维溃坝水流数值模拟

将ENO格式和Runge-Kutta时间离散的思想应用于一维Saint-Venant方程组的求解,数值模拟溃坝洪水,得出了水位和流速的沿程分布.经与理论解比较可知,数值解在间断渡附近没有出现数值振荡,水位和流速大小与理论解均吻合较好,表明采用ENO格式所建立的高分辨率模型能够很好地模拟溃坝波的演进过程.     

板坯连铸浸入式水口出口速度对结晶器流场影响的数值模拟

以宝钢-连铸板坯结晶器为研究对象,采用大型商业软件CFX4.3,将模拟计算出的浸入式水口的出口速度直接赋给结晶器作为入口条件,计算了结晶器内钢液的流动情况.结果表明:速度矢量在水口出口截面分布不均匀、方向与水口倾角不一致.因此,有必要将水口计算结果与结晶器模型结合起来以更好地反映钢液的流动情况.     

复吹转炉熔池内流体流动的数值模拟

建立了描述复吹转炉熔池内流体流动的数学模型,采用PHOENICS（Parabolic Hyperbolic or Elliptic Numerical Integration Codes Series）商用软件模拟计算．根据模拟计算结果分析了底吹、顶吹、顶底复吹等不同工况下熔池内不同截面流体的流动状况和速度分布,得出各喷枪正常工作情况下,熔池内的流动是以转炉中心轴对称的三维流动,底吹、顶吹搅拌流动的动力主区和流动迟缓的旋涡区,提出在实际生产中应设法减少或消除的流动“死区”,转炉采取顶底复吹工艺时,底吹喷枪的合理布置位置应在熔池直径的（0．5～0．7）倍圆周上．     

螺纹管管内流动与传热的数值模拟

采用数值模拟的方法对螺纹管管内的流动与换热情况进行了研究.针对不同槽深螺纹管在不同雷诺数下内部的速度矢量场进行了对比分析,详细研究了螺纹对管内两种流动方式及其对流动和换热的影响.研究结果表明,随着槽深e的增加,旋流不断加强,减薄边界层,涡流引起的扰动也逐渐增强,并加强了管内流体径向混合,因而强化了螺纹管的换热能力.但是当槽深e继续增加到一定程度时,旋流的增强主要集中于对换热影响较小的中心区域,而对换热影响较大的壁面附近的变化很小,这时旋流对换热的强化影响很小;此时涡流核心区又会逐渐形成死流,从而弱化换热,并且随着槽深e的增大,死流区逐渐扩大.     

Numerical Simulation of Spatially Developed Shear Mixing Layer of Incompressible Fluid Flow

ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＳｐａｔｉａｌｙＤｅｖｅｌｏｐｅｄＳｈｅａｒＭｉｘｉｎｇＬａｙｅｒｏｆＩｎｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｌｅＦｌｕｉｄＦｌｏｗＳｕＭｉｎｇｄｅ（苏铭德）ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｃｓ，...     

连续铸造复合轧辊结晶器流场的数值模拟

采用湍流两方程模型,对连续铸造复合轧辊组合结晶器内钢液的流场进行了数值模拟研究,分析了拉坯速度及浇注倾角等工艺参数对组合结晶器内钢液流场的影响.结果表明:钢液进入组合结晶器后分为三个流股,其中的两个流股对称地沿周向流动的同时向上反卷,在组合结晶器的上部形成两个对称的漩涡;另一个流股沿周向流动的同时向下流动,最终以几乎相等的流速流出结晶器.涡心位置随着拉坯速度的增大而下移,同一拉坯速度下,漩涡涡心在浇注倾角为60°左右时最低.在相同的拉坯速度下,随着浇注倾角的增大,钢液流股的穿透深度也随之增大.浇注倾角为15°时,钢液对辊芯的冲刷速度较大,而浇注倾角为90°时,钢液对辊芯的冲刷速度较小.     

自由表面流动的移动粒子半隐式模拟方法

引入可压缩因子，对移动粒子半隐式方法（MPS）进行了改进，解决了MPS方法在计算中容易出现的不稳定问题．使用改进后的方法对液柱倒塌算例进行了模拟计算，并将计算结果与实验及其他数值计算结果进行了比较．计算表明，引入可压缩因子大大提高了计算的稳定性，且方法简单易于实现，在液柱与挡板发生碰撞、流体发生大变形时依然能进行有效地模拟。     

喷管内流体流动状况的理论分析和数值模拟

对喷管内流体的流动状况做了详细的理论分析,主要对喷管中管道截面积和几个状态参数之间关系进行分析,如管道截变化对流体流速、马赫数、压力、温度等参数的影响,得到喷管截面的变化规律不仅仅取决于流速的变化情况,而且还与其他状态参数有关,尤其是马赫数.最后通过模拟缩放喷管与理论进行对比分析,表明模拟是正确的,且管道内气体流场特性的数值模拟在实际工程中是可行的.     

含强激波二维流动的高分辨率数值模拟

采用A.Harten的高分辨率总交差不增(TVD)格式,对激波反射问题和带有台阶的二维风洞中高超声速绕流问题进行了数值模拟。计算结果表明:TVD格式比传统的数值格式如Godunov,BBC,Muscl,及PPM等有较高的激波分辨率,且伪振荡小。