HLLC黎曼解法器的优化与应用

研究适合一般状态方程的HLLC近似黎曼解法器的音速熵故障问题. 受Oleinik熵条件的启发,基于HLL与HLLC黎曼解法器自身的特点及一阶迎风格式的数值黏性,利用HLL黎曼解法器的思想,通过设定阈值克服了HLLC黎曼解法器的跨音速稀疏波内的音障问题,使该解法器是整体满足熵条件的正格式,并应用到一步ALE方法中计算多介质问题. 数值算例显示了优化的特性.      

油水分离器中液滴流动模拟方法研究

对油气储运行业来说,油水两相流是不可避免的问题.然而储运设施中油水两相带来了一系列风险,因此油品在储运过程中进行油水分离处理是必要的.对油水两相流中液滴流动的实验观测和数值模拟这两种主要研究方法进行了分析比较,指出了当前实验水平所具有的模糊、定性化和不统一等问题.在此基础上,提出了基于CahnHilliard方程的相场模型,引入了"Shift-Matrix"矩阵快速解法,通过与LBM方法的对比来论证本算法优越性,并通过对不同条件下水滴和油滴的运移及融合过程的模拟,验证了本文模型和方法的可靠性和正确性,指出了当前在油水分离器设计中所采用公式的不足,从而能够为日后油气储运领域实际油水两相流过程的研究提供理论依据和技术基础.     

颗粒流体两相流模拟方法的讨论和展望

根据建立模型时对系统分解方法的不同,将颗粒流体两相流模型分为双介质模型和两相模型两类。通过分析颗粒流体两相流的流动特性和两类模型的优缺点,提出了结合两类模型的模拟方法,即:用两相模型分析系统的不均匀结构、操作模式和流域转换,用双介质模型分析均匀系统流场和动态行为,对于非均匀颗粒流体系统结合两类模型,实现对颗粒流体两相流流动特性的完整认识。     

水力机械中含沙水流的两流体数学模型

针对含沙水流的特性和水力机械过流部件内流动的特点 ,从最基本的守恒原理质量守恒和动量守恒原理出发 ,根据两相流动的连续介质理论 ,在分析了相间作用力的基础上 ,建立了固液两相流动的两流体数学模型 .得出了水力机械中含沙水流流动的一种控制方程 ,以此控制方程 ,在其特定的边界条件下可以模拟水力机械各过流部件的流场 .     

一种精确求解两相流动的界面追踪方法

本文提出了一种求解两相流动问题的精确稳定的界面追踪方法—ADV-VOF（accurate density and viscosity volume of fluidmethod）。该方法具有以下特征：（1）基于同位网格系统;（2）使用PLIC方法捕捉界面和计算网格边界上精确的密度和粘度值;（3）采用守恒的Navier-Stokes方程,其中对流项离散格式为有界高阶组合格式—STOIC;（4）应用分步算法求解守恒的Navier-Stokes方程;（5）利用Bi-CGSTAB方法求解压力修正方程。以上特征保证了ADV-VOF方法是一种精确、稳定、高效、简便的界面追踪方法。最后我们对ADV-VOF方法和传统的IDV-VOF（inaccurate density and viscosity volume of fluid method）方法进行了比较分析,得出ADV-VOF方法的性能远远优于传统的IDV-VOF方法。     

双肢剪力墙结构整体稳定的ODE求解器解法

提出一个用标准的常微分方程求解器求解高层双肢剪力墙结构整体稳定的特征值问题的算法，并有机地结合标准非线性问题的转换、逆幂迭代、正交化、特征值移位等几项技术措施，使得稳定特征值问题能方便地靠ＯＤＥ求解器的功效得以精确可靠地求解。     

求解两相蒸发和冷凝问题的气液相变模型

为了更精确简单地求解两相流中的蒸发和冷凝问题,基于FLUENT中的流体体积(VOF)方法提出了一种气液相变模型,该模型适应于两相中一相为非饱和相,即处于过热或过冷状态,另一相为饱和相,即处于饱和状态.该气液相变模型中:非饱和相导热系数和比热容为真实的物性参数;假设饱和相导热系数等于0,饱和相比热容等于非饱和相比热容;界面处相变率仅由非饱和相决定,最后,通过一维Stefan问题相界面位置的分析解和二维膜态沸腾气相体积比的精确解,验证了该相变模型的精确性和可行性.文中工作为该相变模型的推广应用奠定了基础.     

系统分析中初始条件求解方法的研究

从描述系统的微分方程及给定起始状态中导出初始条件是系统分析的基础，如何根据方程以及初始状态导出初始条件成为解题的关键，在本中，作结合教学实际，提出两种行之有效的初始条件的求解方法。     

两相流流动瞬变的计算方法及实验研究

从气液、固液、固气两相流的基本方程着手,利用特性曲线法对流体的流动瞬变推导出计算公式并不需对两相流作均匀分布的假设,经气液两相流的瞬变流的理论计算与实验验证,证明该方法是能满足工程精度要求的。     

分相式气液两相流体等干度分配方法

提出一种新的气液两相流体等干度分配方法--分相分配法.该方法的特点在于,基于单相流体较容易实现均匀分配的特征,首先通过强化两相流体在分配单元内的相分离,将气液混合物分离成单相或接近单相的气体和液体,然后以单相流的形式分别进行分配,最后将分配后的单相气、液进行两两汇合,完成两相流体的等干度分配.在空气一水实验回路上对这种分配方法进行了实验研究,结果表明,在分层流、波状分层流、弹状流和部分环状流的情况下,气液两相流体均能在分配元件内得到较好分离,保证在单相或接近单相的状态下进行分配,支路与主路间的平均干度偏差小于1.6%.     

基于HLLC近似Riemann解的自由面流动数值模拟

对于自由面流动问题,发展了一种新的数值模拟方法.在该方法中,自由面的捕捉通过求解Level Set方程实现.该方程与流体力学控制方程耦合形成双曲系统方程,并采用人工压缩方法进行求解.为了提高计算的分辨率,发展了一种有限体积框架下的高阶WENO格式,并构造了基于HLLC近似Riemann算子的通量函数.对若干典型自由面流动问题进行了数值模拟,计算结果表明了该方法的有效性.     

二阶矩过程黎曼均方可积的充要条件

本文引进二重弱R积分,给出二阶矩过程R均方可积的充要条件,并讨论了这一充要条件对证明二阶矩过程R均方积分的性质所具有的意义.     

非牛顿液体粘度的在线测量方法

针对现有粘度测量装置无法满足在线和非侵入测量要求问题，在传统电磁流量计引入层析成像技术，对牛顿流体和纯粘性非牛顿流体粘度实现非侵入、可在线测量的基础上，经理论分析，提出了在线测量粘塑性非牛顿流体的新方法，通过对各类粘塑性流体的仿真研究和误差分析，证明了该方法的可行性。     

钻井液配方的均匀设计法

将一种数学处理的新方法———均匀设计法应用于钻井液配方的设计 ,并以塔里木盆地大宛齐地区保护油气层钻井液配方的优化设计为例 ,讨论了该方法的应用程序 ,包括试验次数的确定、对试验数据的分析以及最佳配方的确定过程等 ,通过室内试验对所设计配方的油气层保护效果进行了评价。设计结果表明 ,在基本不影响优选效果的情况下 ,使用该方法进行钻井液配方设计能明显地减少试验次数 ,从而可大大地节省人力、物力 ,与传统的正交设计法相比具有明显的优越性。该方法使用简便 ,易于在生产现场推广应用。     

磁流变液研究和应用

该文对目前磁流变液的机理、特性研究及其在阻尼器上应用状况进行了总结和归纳．具体就磁流变液的制备和流变特性，磁流变阻尼器的力学特性及其磁路、结构设计以及磁流变液的应用情况进行了分析研究．     

rGFM方法在流-固界面问题数值模拟中的应用

rGFM(real Ghost Fluid Method)方法已经成功应用于气-水界面的数值模拟,体现了界面计算准确,守恒误差小等优点。结合Hydro-elasto-plastic固体模型,将rGFM方法推广于对流-固界面的数值计算。通过在界面处构造并求解Riemann问题,得到界面处流体的准确的流动状态。以此状态来定义界面边界条件,从而多介质流动问题转化为单介质流动问题来求解。数值结果表明,该方法可以用于流-固界面的数值计算,界面和其它间断计算准确。     

电流变体及其在机械装备中的应用

电流变体是一种在外加电场作用下表现粘度发生显著变化的流体。近年来，作为一种智能流体引起研究人员的广泛重视。阐述了电流变体的组成、作用机理及其性质。在此基础上，研究了电流变体在机械装备中的应用。结果表明，将利用电流变技术设计的器件应用到机械装备中，可明显改善装备的技术性能指标。     

Riemann problem for the zero-pressure flow in gas dynamics

The Riemann problem for zero-pressure flow in gas dynamics in one dimension and two dimensions is investigated. Through studying the generalized Rankine-Hugoniot conditions of delta-shock waves, the one-dimensional Riemann solution is proposed which exhibits four different structures when the initial density involves Dirac measure. For the two-dimensional case, the Riemann solution with two pieces of initial constant states separated at a smooth curve is obtained.     

Analysis and Design of Circular Plate MR Fluids Brake

A magnetorheological (MR) fluids brake is a device to achieve brake by shear force of MR fluids. A MR rotary brake has the property that its braking torque changes quickly in response to an external magnetic field. In this study, the design method of the circular plate MR fluids brake is investigated theoretically. The equation of the torque transmitted by the MR fluids in the brake is derived to provide the theoretical foundation in the design of the brake. Based on this equation, after mathematically manipulated, the calculations of the volume, thickness and width of the MR fluids within the circular plate MR fluids brake are yield.