拟牛顿流的压力投影稳定化低阶有限元方法分析

作者对一般的拟牛顿流问题,针对线性/线性和线性/常数两种低阶有限元空间,提出了一种新的稳定化方法.该方法可以看成压力投影稳定化方法从Stokes问题到拟牛顿流问题的推广与发展.在速度属于Wl,r(Ω),压力属于Lr'(Ω) (1/r+1/r'=1)下,作者给出了误差估计.服从幂律及Carreau分布的拟牛顿流问题可看成...     

拟牛顿方法中梯度的一个二次模型

J.A.Ford对于无约束最优化的拟牛顿方法介绍了一种新算法,这种算法是通过对目标函数的梯度构造含有单参数的非线性模型而导出的.本文给出了一个梯度的单参数二次模型,它结构简单,且参数便于计算.     

平展流燃烧湍流场的数值模拟

将旋转离心力的作用引入Ｋ－湍流双方程模型中,在平展流内的强旋有回流区采用轴对称的圆柱坐标,其他区域采用直角坐标的组合坐标系统,有效地解决了对平展流燃烧流场的数值模拟数值模拟结果得出,旋流数愈大愈有利于稳定平展流的形成,而消耗的动力愈大;喇叭口曲率半径的增大亦有利于稳定平展流的形成,但燃烧器烧嘴砖厚度亦增大,提出在设计平展流燃烧器时,旋流强度取１．２～２．０,扩散喷口曲率半径取（０．８～１．５）Ｄ。     

粉末注射成形中幂律稳态问题的数值计算

对粉末注射成形中幂律流体的稳态问题构造了牛顿迭代公式，进行数值模拟，并利用FEPG3．0软件对绕流问题进行了数值计算，获得该问题的速度场．     

基于新拟牛顿方程的拟牛顿法的超线性收敛性分析

假设f（x）二阶连续可微且一致凸时和f（x）的二阶导数矩阵G（x）在极小点x^＊处满足Holder条件，文章证明了基于新拟牛顿方程的拟牛顿法的超线性收敛性．     

基于典型相关性分析的自适应拟牛顿盲源分离算法

通过分析经典的典型相关性分析标准,提出一种新的源信号抽取标准,并利用在线拟牛顿算法求解新标准,进而得到一种新的基于典型相关性分析的盲源信号抽取算法,实现了盲源分离.理论分析表明,新源信号抽取标准的唯一全局最小值点是经典典型相关性分析标准的最大值点.仿真结果表明,新算法收敛速度更快.     

单方柱绕流的直接数值模拟研究

为了揭示柱体绕流的湍流流动机理,采用直接数值模拟方法对雷诺数为1200的单方柱绕流工况进行研究。首先通过与文献中斯特劳哈尔数、平均流速和表面压强系数等统计量进行对比,验证了数值方法的可靠性。其次采用本征正交分解方法系统地提取流场中的相干结构,结果表明：对于速度场的模态分解,第一阶模态代表平均速度场的特征,第二、三阶模态提取的是流场中的低频大尺度旋涡特征,第四、第五阶模态提取的是流场中的高频小尺度旋涡特征。最后基于联合概率密度函数分析速度梯度张量第二、第三不变量,发现方柱下游大致可分为两个流动阶段：发展阶段,流场以涡流层结构和耗散作用为主,涡流管结构逐渐生成;成熟阶段,流场中湍流结构伴随着高涡量拟能和高能量耗散率。     

井底漫流场数值模拟研究

理论研究、台架实验和现场经验表明:井底流场的特性与钻井效率、钻井安全、钻头寿命等有着密切的关系。而喷嘴几何形状、喷嘴布置方式是决定井底漫流场是否合理的关键因素。为了发展有预见性的定量化井底流场研究技术,应用势流理论对井底漫流场进行了数值模拟。模拟结果与台架实验对比表明,井底漫流场数值,模拟能比较客观的反映不同喷嘴组合、不同侧倾角、不同后倾角条件下几股射流的相互作用情况,可为评价井底流场的优劣、钻井效率的高低提供一定的理论依据。     

高雷诺数情况下钝体绕流的数值模拟

在高雷诺数 (Re=1× 1 0 4)情况下 ,利用流函数———涡量法在二维空间对半圆半椭圆的拼接体 (新月形覆冰导线的截面 )绕流流场的流动结构、涡的变化及气动力特性进行数值模拟 .将模拟过程用于圆柱体和半圆半椭圆拼接体 ,结果与前人的研究结果及试验值相吻合 ,验证了此数值模拟过程的合理性     

双排并列三方柱绕流数值模拟

采用有限体积法对雷诺数Re=2.2×104条件下双排并列三方柱绕流问题进行数值模拟,对横向桩距比L/D=1.5、2、2.5、3,纵向桩距比S/D=2、2.5、3共12种工况下绕流流场分别进行计算,得到了每种工况下各方柱绕流阻力系数值及其随桩间距的变化规律,同时分析了绕流流场的演变及方柱前后压差随桩间距的变化趋势,计算结果表明:多方柱绕流较单方柱已明显表现出群桩阻水效应,各方桩绕流参数变化幅度较大,流场演变相对复杂。     

一种交通流状态分析模型

从经典的车辆跟驰模型出发，考虑车流的宏观特征，提出了可以定量描述路段交通流速度与密度关系的理论计算模型，经过与Del Castillo等提出的典型的平衡速度、密度关系图的对比，验证了该模型的正确性，与Blunden等提出的流量、行程时间关系模型进行比较，从理论上说明了该模型的优越性．提出了“交通流健康、不健康状态”的概念，并给出了定量的区分标准，进一步说明了该模型的理论意义和实用价值。     

粗粒料幂律模型研究

粗粒料在三轴试验过程中常表现软化和剪胀性质,而应用较广泛的双曲线模型不能反映这些性质。幂律模型既能反映硬化特性又能模拟双曲线模型不能反映的应变软化关系,因而能合理地反映粗粒料的应力应变关系。本文先叙述了粗粒料常规三轴试验剪切过程中应力应变和体变的基本特性,然后简要介绍了幂律模型的基本性质。在幂律模型概念的基础上,建立了粗粒料幂律模型。该模型既能反映应变硬化和软化性质,又能模拟剪切过程中体应变的剪缩和剪胀性质,因而能合理地反映粗粒料基本特性。并根据提出的模型推导了切线弹性模量和切线体积模量的公式。最后通过实例进行分析,验证了模型的合理性。     

一种自然河流的流场计算模型

根据计算污染场的实际需要，建立了一种适体坐标下深度平均的ｋε模型，并用它计算了汉江仙桃段的流场，取得了与实测值基本一致的计算结果．     

胆固醇流动仓室模型的数值模拟分析

根据人体内胆固醇的吸收、合成、排泄等机理,利用MATLAB对人体胆固醇流动仓室模型系统进行研究,通过数值方法模拟分析系统变化趋势,讨论人体内胆固醇转移率、吸收率、排泄率等参数对胆固醇数量的影响,对于药理学和临床医学有一定意义.     

微通道平行流蒸发器仿真模型

对微通道平行流蒸发器建立了分布参数模型,将蒸发器的控制单元分成干湿工况,采用效率传热单元数（ε-NTU）法对单元体的换热量进行计算.比较了不同的两相流传热关联式,并对蒸发器模型进行了实验验证.结果表明,使用Kandlikar的两相流换热关联式时换热量误差最小,平均误差为3.64%.模型计算的空气侧压降及制冷机侧压降计算误差分别在±10%和±15%以内,为平行流蒸发器的设计及优化提供了有效的分析方法.
     

交汇水流三维数值模型

应用显式代数应力模型建立了交汇水流三维数值模型。方程离散采用交错网格上的有限体积法,并采用SIMPLE算法求解,代数方程求解采用TDMA逐行扫描法。针对交汇口几何特征分区进行网格划分,自由水面求解采用VOF方法。应用实测资料对计算结果进行了验证,同时与应用k-ε紊流模型的三维数值计算结果进行了比较。研究结果表明,文中所提出的数值模型可以更好地模拟交汇水流独特的三维流动特性。     

幂律流体在矩形通道中充分发展流动的数值模拟及阻力计算

针对假塑性幂律流体在矩形通道中充分发展流动问题,用帕坦卡方法作数值分析,文中讨论了不等距网格的划分方法和粘度系数的插值方法。数值解给出了流变指数n=0.1,0.2,…,1.0及矩形边长比s=0.1,0.2,…,1.0范围内的全部fRe,发现圆管阻力计算公式只在一定范围内适用。本文作者给出了上述广阔范围内以当量水力直径为定性尺寸的阻力系数计算公式,其最大误差为3.57％,平均误差为1.9％。     

幂律流体流流动指数对其湍流流动的影响

考虑到幂律流体的本构关系,结合流动指数的影响,建立了适用幂律流体的Ｎ－Ｓ动量方程和湍流模型方程。采用压力耦合半隐式ＳＩＭＰＬＥ算法,对不同流动指数的幂律流体湍流流动进行了数值计算,计算结果与实验数据比较吻合,对计算结果进行分析后发现,对于不同流体指数的幂律流体,其湍流流动的变分趋势不同,从而揭示了幂律流体的流动指数对其湍流流动有重要的影响。     

叶片泵内气液两相流的三维流动数值模型

基于双流体模型建立针对叶片泵内气液两相三维湍流流动的数学模型和数值计算方法.相间作用力考虑了阻力和附加质量力,湍流模型考虑了因相含量脉动引起的附加源项,在SIMPLEC算法基础上提出了一种气液两相流的压力修正算法.运用所建模型计算了叶片式气液混输泵在进口含气率分别为5%,15%,25%的系列工况下叶轮的内部两相流场,并作了扬程特性预测.与实验结果的对比表明,所提出的流动模型是可靠的,并具有较宽的进口含气率适用范围.     

一种拉延筋数值迭代分析模型

采用Love Kirchhoff假设及平面应变假设,通过对板料在拉延筋处变形过程的分析,建立了一种用于计算拉延筋阻力的二维拉延筋数值迭代分析模型.该模型不仅考虑了板料厚度变化、材料各向异性、中性层偏移,而且通过引入应变记忆因子构建了一种考虑板料混合强化特性的简易循环加载本构关系.数值计算结果表明,该模型能够有效地反映材料的加工硬化特性及包辛格效应.