反弧鼻坎上流线坦化的试验研究

溢流坝反弧鼻坎上水流运动的特性是水利工程上关注的一个课题.本文采用模型试验的手段,提出了流线坦化的观点(即在反弧处随水深的增加,流线的曲率半径逐渐增大,从而使水面弯曲程度逐渐变缓的一种水力现象,本文称此现象为流线的坦化),解释了一些水力现象;得到了流线坦化界限判别经验公式;反弧最低点水深计算经验公式和水流实际出射角计算经验公式,并与国内外有关经验公式进行了比较分析.     

用流线迭代法计算龙抬头泄洪洞反弧流场

提出了一种求解龙抬头泄洪洞反弧段流场的新方法－－流线迭代法，该方法直接从流体的运动方程、能量方程连续方程出发、推导出简单的迭代公式，对各种不同类型反弧溢流曲线，均能方便地求得反弧的速度场，压力场和空化数分布，算例的计算结果与实测吻合良好，与标准ｋ－ε模型相比，精度相似，但计算效率明显提高。     

曲面体纹理映射技术的研究

当使用单幅图像对曲面体表面进行颜色纹理映射时,需要根据曲面体的参数方程反求顶点的纹理坐标,求解过程依赖于具体的曲面体方程,计算过程复杂,针对这个问题,本文提出了一种统一纹理映射方法,使得在划分曲面体的网格顶点时就直接计算了纹理坐标,计算公式统一,便于绘制颜色纹理与凹凸纹理.     

溢流坝反弧水深的计算及反弧半径的选择

本文应用恒定急变流能量方程,对溢流坝反弧水流进行了分析。将水头损失等因素用综合参数(q/R(gE_0)~(1/2)来反映,并进一步简化后得到包涵流线曲率影响的反弧水深计算式。应用该式对乌江渡原型和文献[7]的模型计算结果能够与原型观测及模型试验相吻合。还提出了溢流坝反弧最低点水深突然上升、流速系数突然降低的判别式及流速系数最大时选择反弧半径的公式。     

在园弧曲面上急流的扩散

本文对园弧曲面上急流的扩散进行了研讨,根据驻波理论推导出波角计算式;水流转向与水深变化的关系式;特征线方程.据此对园弧曲面上急流的扩散进行了求解.     

曲面隐式化新进展

给定曲线/曲面的参数方程求其隐式方程,称为曲线/曲面的隐式化.隐式化是经典代数几何消元理论中的研究问题,同时在现代计算数学与计算机应用的交叉学科分支——计算机辅助几何设计中有重要应用.本文在回顾曲线与曲面隐式化的经典方法的基础上,重点介绍近十几年发展起来的基于动曲线/曲面与μ基理论的隐式化方法的相关进展.     

DNA弹性杆力学分析的保结构算法和图形后处理

基于Kirchhoff动力学比拟技巧,以弹性杆中心线弧长为拟时间变量,建立了DNA弹性杆结构模型。DNA弹性杆的超细长特性要求长时间数值模拟,探讨了利用辛算法对DNA弹性杆模型长时间计算的问题,给出了相应的算法和数值仿真结果。利用Kirchhoff弹性杆模型的比拟技巧,建立了描述DNA弹性杆曲面的微分／积分方程组,给出了曲面方程的数值解法和DNA弹性杆图形后处理的计算实例和分析。     

存在反弯变形时管(棒)材矫直机辊面的确定

近年来,不少同志在假定被矫直的管(棒)材在矫直过程中是理想园柱体的条件下,自不同角度推导了斜辊矫直机辊形曲面方程式。但实际上,为了矫直必须反弯,所以在矫直过程中的管(棒)材,不是园柱体而是环形体。为了使辊形曲面计算接近于生产实际,我于80年初曾发表了管(棒)材反弯轴线是园弧情况的确定辊形曲面的方法[1]。但更进一步分析就可发现,一般说来反弯轴线并不是真正的园弧,而是一条比较复杂的平面曲线。为了使问题更深入一步,而且具有实际意义,有必要考虑反弯轴线在直轴线方向是任一单值平面曲线时辊形曲面的确定方法。     

曲面积分和重积分计算的一点差别

从定义出发比较了在计算曲面积分和重积分时,将曲面方程代入被积函数这一做法的正确与否,并就该做法简化某些曲面积分的计算给出了实例说明.     

网格法在参数化曲面造型中的应用

分析了使用网格法参数化绘制已知曲面方程三维曲面图形的方法.该方法的优点是在绘制三维空间曲面时,可以方便地使用有关参数对三维空间曲面图形进行控制.这在很大程度上增强了计算机辅助设计系统的三维造型功能,对于不易直接用计算机辅助设计系统绘制但又已知曲面方程的三维空间曲面,都可以利用网格法准确、快速、方便地进行参数化造型.     

离心泵叶轮内部清水湍流的动态大涡模拟

提出旋转坐标下的单相液体湍流的二阶双系数动态亚格子应力大涡模拟模型并加以验证。考虑亚格子应力的对称性和量纲一致性 ,在基于应变率张量和旋转率张量的不可约量及 Smagorinsky模型和亥姆霍兹定理的基础上 ,提出亚格子应力应表示为可解的应变率张量和旋转率张量的函数。在贴体坐标系下 ,利用交错网格系统和有限体积法离散湍流控制方程 ,采用 SIMPL EC方法求解方程。水泵叶轮中湍流的流速分布规律和压力分布等计算结果都与试验结果基本吻合 ,从而证明了此模型的可行性 ,以及计算方法和程序的可靠性     

轴流无叶喷嘴透平级的流线迭代法计算

本文导出了适合于无叶喷嘴透平级流线迭代计算的损失模型及流动控制方程组,并据此编制了理想和有损失流的流线迭代计算程序.利用该程序对轴流无叶喷嘴分别进行了理想流和有损失流的数值计算,计算结果与实验值吻合良好.     

Large Eddy Simulations of Three-Dimensional Flows Around a Spur Dike

Introduction Spur dikes are often used in river engineering for navi- gation or bank support, as well as in coastal engineer- ing for bank or beach protection. The spur dikes placed in a river result in flow constrictions and deflections with strongly thr…     

叶栅梢部与固壁间隙流动的数值模拟

通过求解不可压缩流体RANS方程，对叶栅梢部与壁面之间的粘性流动进行数值模拟，计算模型基于Chorin的人工可压缩性方法，采用Baldwin-Lomax零方程湍流模式封闭控制方程组，针对间隙流动的特殊性，采用流场分块的方法以提高网络生成质量和计算稳定性，数值计算结构和试验数据的比较表明，该方法能够准确地模拟间隙流动。     

紊流随机理论在小浪底河段水流模拟中的应用

针对黄河中游小浪底工程建成前的河段河流流动特点,提出了河流的三维水流数学模型。基于紊流随机理论,采用了各向异性紊流的R eyno lds应力数值格式和自由面位置的压力Po isson方程,并将精细壁函数应用于边壁处理。采用贴体座标,并利用交错网格系统和有限体积法离散湍流控制方程,采用S IM PLEC方法,计算了此河段的水面线、一些河道横断面上的流速沿河宽和沿垂线分布。计算结果都与原型实测成果基本吻合,从而证明了此模型可靠性。     

蜂窝体催化燃烧反应器中流动特性的数值模拟

研究了伴有反应条件下蜂窝体催化反应器的流动性能。建立了包括流动、传热和传质的反应器模型,使用有限体积法求解模型方程组,基于模拟结果分析了进口浓度、进口温度、进口流速、反应活性等操作参数对流动性能的影响,结果表明通道内速度分布仍为抛物线型;对压降的模拟结果与哈根泊谡叶方程的计算结果的比较表明,后者用于反应器压降设计偏差较大,文中分析了产生偏差的主要原因.     

糖用微涡流重力沉降器中的流体特征流动与颗粒絮凝沉降

介绍了一种在糖厂用于澄清无滤布吸滤机滤汁的波纹斜槽板微涡流重力沉降器.探讨了该沉降器的工作原理,分析了流体在波纹斜槽中的流动情况.在一定的简化条件下,推导了斜槽区水力学特征流动的速度分布表达式.指出对沉降固液分离产生强化作用的特征流动是直立斜槽板上的涡旋流和沿波纹斜槽轴向的二次流,涡旋流与二次流的流速都随主体流速的增大而增大,随斜槽直径的减小而增大.文中还推导出了产生涡旋流?二次流的斜槽结构条件下颗粒的沉降速度.结果表明,颗粒的沉降速度随涡旋流和二次流的加剧而提高,从而证明在新型沉降器中,形成的特征流动对颗粒沉降具有强化作用,这也为该新型沉降器的进一步改进提供了理论依据.     

耗散粒子动力学在流动数值模拟中的应用

对耗散粒子动力学方法在流动问题中的应用进行了理论及数值研究，给出了耗散流体粒子运动的控制方程组、边界条件、数值方法及随机数据统计方法等．提出用固壁粒子层结合流体粒子反弹运动的方法来处理固壁边界有滑移流动边界条件，有效地消除了目前耗散粒子动力学及分子动力学模型在固壁附近的粒子密度波动问题．利用该方法编程计算了2类流动问题：方腔驱动流动与泊肃叶流动，计算结果与现有的理论及数值结果比较吻合，验证了所采用的数学模型、计算方法在流动数值模拟中的可行性及潜在优势．     

具势亚声速小扰动流动的格子Boltzmann模拟

给出一种新的用于模拟亚声速流小扰动下的格子Boltzmann模型, 通过使用Chapman Enskog展开和多尺度技术, 得到一系列的格子Boltzmann方程,给出了满足亚声速流小扰动线化方程的平衡态分布函数表达式. 数值结果表明, 这种方法能很好地再现经典理论结果.     

高炉三维气固湍流和煤粉燃烧过程数值模拟

基于欧拉气相方程组、欧拉颗粒连续方程和动量方程以及拉氏颗粒能量和质量变化方程,建立并发展了高炉风口回旋区湍流气固两相流动和煤粉燃烧的三维数学模型.用所建模型分别对冷态模型内气固两相流动和某企业750 m3高炉风口回旋区内的气固两相三维流动与煤粉燃烧进行了数值模拟.采用三维激光相位多普勒分析仪(PDA)对冷态模型内气固两相流场进行了测量,实验结果与冷态两相流动的模拟结果基本一致.热态模拟结果给出了气相温度和组分浓度分布,模拟结果与实验测量结果较吻合,揭示了风口回旋区内气固两相流动和煤粉燃烧的基本性质和特点.