三维抛物型流动问题的非错列网格计算方法

用控制容积有限差分法计算三维抛物型流动，通常要把三个速度分量分别定义在三套相互错列的网格上，以消除不皮形场对解的真空性所产生的影响。网格的错列使得计算过程和程度变得相当复杂，造成了应用上的困难。本文利用虚拟网格和插值技术，在网格不错列的的前提下，建立了三维抛物型流动的新的计算方法。对典型流动问题的计算结果与实验数据、近似分析解以及用错列网格方法计算的结果一致。这种方法对简化述化床悬浮空间内的气－…     

非等温流动问题的无网格CBS方法模拟

将特征线分步(Characteristic-based Split,CBS)法拓展到无网格方法中,提出了无网格CBS方法,并用其模拟了非等温流动问题.由于该方法采用了分步算法,所以能避开BB条件,使速度-压力采用等低阶基近似;另外由于在离散过程中采用了特征Galerkin(Characteristic Galerkin,CG)方法,其又能对对流占优问题起到很好的稳定作用,且不含任何依赖于网格的稳定化参数.最后,本文用其模拟了方腔自然对流问题,数值结果表明无网格CBS方法在求解非等温流动问题时能有效地消除对流占优引起的速度场、温度场振荡和速度与压力失耦现象,且具有很高的计算精度和较好的稳定性.     

非结构化网格中圆管流动的传热计算

圆管道内充分发展的层流和传热是热传导方程应用中一个有趣而重要的分支．本文给出几种在不同流道几何形状和热边界条件下,用非结构化网格方法进行数值计算的结果,并与结构化网格的计算结果进行比较分析．从而证明本方法和所给程序的正确性和实用性．     

循环流化床的流动特性

研究表明,循环流化床中粒子的循环速率决定了密相层和疏相层的空隙率。沿着粒子循环线的压力平衡控制了密相层的高度。在下降管中的粒子持有量和风力(?)的压力降决定了流化床的压力平衡。当风力阀的压降太大,或者在下降管中的粒子持有量不足,密相层消失。整个流化床成为疏相流动床。试验表明,当流速增至5m/s,没有产生从湍流流化床转化为其它形式的流化床。     

张量形式的非交错网格压力修正算法

以速度逆变分量作为求解变量，运用动量插值的概念改造压力修正方程并推导出相应张量形式的速度修正表达式，从而在一套网络上解决了压力波动的问题，对二维扩张通道中的分离层流和后台阶突扩分离湍流的计算表明，本方法有很好的收敛准确性和稳定性。     

多相循环流化床流动规律的研究

研究了影响多相流态化各个参数(包括全床平均气含率、全床平均固含率和液体循环量)的因素,细致地讨论了气液两相及固体颗粒加入时,气含率、液体循环量的变化规律,并且通过实验结果发现,固体颗粒加入后,不会改变全床平均气含率和液体循环量的变化趋势,但是液体循环量显著减少,并且从整个系统能量守恒的基础出发,建立了数学模型,用于对整个多相循环流态化系统进行模拟,模型的预测结果与实验获得的数据平均误差小于5%,可较好地描述多相循环流化床流动规律.     

喷吹罐内煤粉流动的模拟研究

该文对喷吹罐内的煤粉流动进行了模拟,探究了罐内的流场分布和煤粉颗粒的速度矢量,模拟结果与工程实际相吻合,对喷吹罐的设计和研发具有指导意义。     

多块网格技术在三维复杂流动数值分析中的应用

将物理空间的复杂区域分解成多块，映射到计算空间，在计算空间中生成网格，然后返回到物理空间进行组合，生成物理空间中的整体网格，同时建立了计算空间与物理空间的拓扑关系．利用坐标变换将物理空间的N-S方程变换到任意坐标系（ξ，η，ζ）下，在该坐标系下求解N-S方程的笛卡儿坐标系的速度分量．以90°矩形截面的强弯管为例进行了数值分析，检验了所提的方法．     

求解复杂边界三维粘性流场的非交错网格方法

提出了三维任意曲线坐标系下的压力修正方程，利用非交错网格方法，可直接求解物理平面内的速度分量；发展了任意曲线坐标系下求解复杂边界的三维不可压缩、时均Ｎ－Ｓ方程以及ｋ－ε双方程湍流模型方程的有效数值方法．通过分析计算，表明该方法具有公式推导简便、收敛性好、解的精度高等优点，具有一定的工程应用价值．     

幂律非牛顿流体流动的有限体积算法

以幂律非牛顿流体为研究对象,针对其表观黏度随剪切速率变化且计算过程有别于牛顿流体的特殊困难,提出了一种高精度格式的有限体积计算方法。对其中应力计算时可能出现的"零障碍"和"无限大障碍"奇点问题,采用限定表观黏度数值变化范围的方法以防止迭代计算过程中出现除零和除无穷问题,并给出了完整的计算方法。计算了幂律流体在圆管和突扩圆管中的层流流动,验证了该计算方法的有效性。并分析了幂律流体的流动指数对圆管和突扩圆管中层流流动的影响。     

基于有限差分方法的水中爆炸三维数值模拟

针对水中爆炸的三维数值模拟问题,采用基于有限差分的拉格朗日与欧拉相结合的方法,在矩形网格上离散差分基本方程组;在欧拉步中引入模糊方法处理界面,计算各输运量;编写了数值模拟程序,进行了炸药在水中爆炸的三维数值模拟.爆炸场中考虑了有刚性障碍物及有反射有限边界计算域.结果表明,模拟结果与实际情况基本吻合,特别是冲击波在水中传播的模拟效果较好,证明所采用的三维数值模拟方法是有效和可行的.     

基于FLAC的圆形隧道数值模拟

介绍了有限差分数值计算软件FLAC（fast lagrangian analysis of continua）,采用FLAC对地下圆形市政隧道进行二维数值模拟,分别进行了隧道自重应力场的模拟计算、隧道开挖模拟计算和隧洞支护后模拟计算.得出了隧道位移、变形、各种应力云图等重要工程信息,其结论可为工程施工提供依据,以便更加安全、经济、合理地完成工程建设.     

离心流化床自由空域中复杂湍流流动的数值模拟

针对离心流化床结构和运行特点提出了离心流化床自由空域的定义，采用ｋ－ε模型首次对其中气体复杂湍流流支进行了数值模拟，模拟结果揭示了离心流化床自由空域内气体流动的基本特征，分析了各主要参数对流动的影响，数值预报的切向速度与实验结果吻合得很好。     

三维数值流形的面向对象设计

在给出扩展的三维数值流形的理论基础上，将面向对象技术引入到三维数值流形方法的程序设计中，详细地研究了基于三维数值流形理论的面向对象的程序设计和管理方法，并进行了类的设计，还给出了其中一些关键类的原型。作为应用实例，给出了三维数值计算结果。数值算例表明该算法与理论结果吻合，从而证明了面向对象程序设计的正确性。     

舰载导弹垂直发射系统燃气流场的三维数值计算

用求解三维Navier-Stokes方程的方法,对舰载垂直发射系统发射导弹时燃气流场进行了数值计算,紊流模型采用标准k-ε二方程模型,计算方法为有限体积法,计算网格为结构化网格.计算出了导弹点火后未动、导弹运动至发射箱1/4,1/2,3/4高度和导弹尾部刚出发射箱时等5种典型状态下的燃气流场分布规律,并给出了一些特性曲线,为深入研究这种复杂现象提供了重要的理论依据.     

颅内直的/微弯母管动脉旁瘤的三维稳态流/脉动流的数值模拟

对颅内直的或微弯母管动脉旁瘤的血液动力学进行数值模拟。在血液为不可压缩、牛顿流体和刚性血管假定下,利用人工压缩性方法求解三维N-S方程。在稳态和脉动情况下,计算了流动压力、剪应力、入流体积及速度场和压力场。基于管径的最大/最小Reynolds数是475/152,Womersley数是2.5,这些值表示了中等脑动脉。计算结果表明,在瘤颈的近端和远端应力集中,直管旁瘤比微弯的母管旁瘤的应力更集中,而且在一个脉动周期的大部分时间里,微弯母管的入流速率高于直母管的入流速率;压力有两个极大值,分别出现在瘤的顶部和瘤颈的近端;在一个周期内,流动方向和流入瘤中的流量的快速变化,导致瘤的远端和近端剪应力的压力快速变化,从而连续地损伤瘤颈的内膜,其后可能导致瘤的生长或再生。     

圆柱绕流的非交错多层笛卡尔网格混合有限分析法

采用非交错多层笛卡尔网格离散计算区域，应用混合有限分析法(HFAM)离散控制方程，利用“壁法向插值法”处理不规则边界，以改进的动量插值法(MIM)解决压力锯齿波问题，立了一套完整的计算二维复杂边界流动的数值方法．通过低雷诺数圆柱绕流资料进行计算检验，计算结果与资料基本吻合，显示了本模型在不规则区域计算中的实用价值．     

铸件凝固过程数值模拟后处理的研究

针对采用有限差分法实施凝固过程数值模拟时数据结构的特点，提出了采用背面消除和画家方法进行消隐以生成三维图形的方法．为了提高绘图的速度，提出了替代视向变换矩阵运算的一种简便算法．根据由数值计算得到的铸件凝固时间，提出了在二维剖面上显示凝固动态过程的方法．经过实践证明，提出的方法可以快速地完成上千万网格单元数据的后处理．     

具有档板装置的高压气体射流的早期现象

对定常射流了简要的评述。采用有限差分法、数值模拟了具有档板装置的高压气体射流，得到了射流早期的不定常结构，解释了发射器叶子板常曹受破坏的现象和机理，这些研究结果可提供高速射流装置设计和安装防护的依据。