可压缩流体的喷管出流

从流体动力学的Ｅｕｌｅｒ方程出发,结合气体的绝热方程,讨论可压缩流体定常流动时流速与横截面之间的关系,给出亚声速流和超声速流的重要区别的物理阐释,进而讨论可压缩流体喷管出流的问题．     

球间隙区域上磁流体动力学方程的流函数形式

讨论了球间隙区域上磁流体边界条件的齐次化．在假定两同心旋转球间隙区域上磁流体的流速是轴对称的情形下，引入流函数，利用张量的方法，获得了满足齐次化边界条件的、描述两同心旋转球间不可压缩磁流体方程组的流函数形式．该流函数形式为研究两同心旋转球间隙区域上不可压缩磁流体的稳定性及动力学行为提供了重要的理论基础，使得利用谱逼近及数值研究磁流体的稳定性和动力学行为成为可能．     

可压缩湍流封闭模型初探：湍流动能K方程

为解决可压缩流的湍流运动方程组封闭问题，对瞬时值的Ｎａｖｉｅｒ—Ｓｔｏｋｅｓ运动方程进行质量加权平均处理，根据湍流封闭理论对各脉动量关联项进行模化，得到可压缩流动的湍流动能Ｋ方程，完成了建立一个适用于三维可压缩流的湍流封闭模型的第一步工作．     

求解不可压缩流动的分步有限元格式

提出求解不可压缩 Navier- Stokes方程的分步有限元格式 ,该格式没有高阶微分项产生、程序编制简单 ,适用于非线性的多维复杂流动。应用该方法实际模拟了二维圆柱绕流的旋涡形成与脱落过程 ,得出了不同 Re情况下圆柱绕流的流速分布。计算得到的不同 Re下的旋涡脱落频率(Strouhal数 )与前人已有的经典解答符合良好     

基于SMAC方法的90°弯管内部流场数值模拟

基于SMAC（simplified marker and cell）方法和交错网格技术,发展了一套在贴体坐标系下求解三维不可压缩流动的数值算法,并应用该方法求解以逆变速度和压力为未知变量的Navier-Stokes方程,对弯曲度为2．3的三维90°方形截面弯管内部不可压缩流场进行了数值模拟．结果表明：文中提出的SMAC方法对强曲率弯管内流有较强的预测能力,能够较准确地模拟其主流和两次流的运动规律,从而证明了本算法的可靠性和有效性．     

基于SMAC方法的90°弯管内部流场数值模拟

基于SMAC(simplified marker and cell)方法和交错网格技术,发展了一套在贴体坐标系下求解三维不可压缩流动的数值算法,并应用该方法求解以逆变速度和压力为未知变量的Navier-Stokes方程,对弯曲度为2.3的三维90°方形截面弯管内部不可压缩流场进行了数值模拟.结果表明:文中提出的SMAC方法对强曲率弯管内流有较强的预测能力,能够较准确地模拟其主流和两次流的运动规律,从而证明了本算法的可靠性和有效性.     

不可压缩流体的有压槽道紊流

本文应用管流与有压槽道流的力学相似性,从理论上推导出不可压缩流体有压槽道紊流的以下3个关系式;(1)紊流时均速度的对数分布模型与断面平均流速的关系.(2)紊流光滑壁层流边层的厚度与速度计算公式.(3)阻力系数公式.以上结果已与 Dean 的工作进行了比较,在已知的实验范围内优于 Dean 本人提出的经验公式.     

混流式水力机械S_2流面半反命题的变分原理

为了对混流(包括轴流和径流)式水力机械转轮内的三元流动进行分析,本文用分区组合法和坐标旋转法分别建立了混流式S_2流面不可压缩流动半反命题的组合式变分原理和统一的变分原理。     

基于Lattice Boltzmann方法的方柱绕流模拟

从分子动力论出发,探讨了模拟不可压缩粘性流动的Lattice Boltzmann（LB）方法．根据粒子平衡分布函数和非平衡反弹思想,提出了高效的出口边界条件处理格式．结合区域分裂技术设计了适合集群计算机运算的LB并行算法,并用C＋＋程序语言开发了LB并行计算程序．通过对不同雷诺数时的方柱绕流模拟,验证了本文方法的有效性,同时详细分析了雷诺数对方柱绕流特性的影响．     

高温气冷堆螺旋管直流蒸汽发生器时域模型

螺旋管直流蒸汽发生器(SG)是高温气冷堆核电站的关键部件。为研究SG内氦气、水/蒸汽流动和换热的动态过程,该文建立了SG时域模型并编制了计算程序。其中,水/蒸汽两相流采用一维漂移流模型描述;氦气采用一维、可压缩流动模型描述;两侧流体与管壁的换热系数和流动阻力系数采用经验关系式计算。求解方法采用适用于动态、低速、可压缩流动的压力修正算法,以克服低Mach数造成的数值不稳定。采用此模型计算了THTR-300SG温度分布,计算结果与实验结果相比平均温度误差小于10℃。动态计算结果表明,此模型可以捕捉到规律的两相流脉动。利用此模型可以进行SG热工设计、不稳定性分析以及电站系统的工艺设计。     

非定常的热传导-对流问题的非协调混合有限元法

研究了非定常热传导－对流问题的非协调混合有限逼近。讨论了该问题半离散解和全离散解的存在性和唯一性，并给出了两种情况下的误差估计。     

平面叶栅亚音速可压缩流场计算的三种边界元法途径

研究了平面叶栅在线性化小扰动范围的亚音速可压缩位势流场的三种边界元法计算途径。其一是移用正交异性域位势问题的边界元法;其二是先把物理平面内的亚音速可压缩流场变换成计算平面内的不可压缩流场,再用边界元法进行计算;方法之三是用压缩性修正法对不可压缩流场的边界元法计算结果进行修正。算例表明了这三种处理方法各自的特点。     

不可压缩流体周期性流动格子波尔兹曼的边界处理

提出了一种新的周期性边界处理方法,用于处理格子波尔兹曼(lattice boltzmann)方法中压力驱动不可压缩流体周期性流动的边界条件。当压力驱动的不可压缩流体充分发展时,可以在周期性截面上直接用压力梯度而不是采用当量体积力的常规周期性边界处理方法,来确定周期性流动截面上的粒子分布密度。应用所提出的压力驱动不可压缩流体周期性流动的边界处理方法,对二维压力驱动下充分发展的泊肃叶流(poiseuille flow)和周期性方柱扰流进行了数值模拟。结果表明:该周期边界条件处理方法能够很好地保持系统周期性,在其宏观的周期性边界截面上产生了连续的压力分布,真正地实现了直接压力驱动不可压缩流体周期性流动条件下的所有特征。     

叶栅可压缩流动反问题的一种数值解法

本文提出一种解叶栅绕流反问题的近似方法.利用假想气体近似,将可压缩流动平面的反问题,变换为虚拟的不可压流动平面上的反问题.采用边界元方法造代求解出叶片型线,然后再变换到原物理平面.本文还对亚音速、无激波跨音速叶栅的三个例子作了数值计算.     

考虑黏性及压缩效应的旋涡运动特性

采用扩散速度法处理黏性作用项的离散涡法,数值模拟了旋涡在黏性不可压流场中的运动;推导了可压缩流中的旋涡运动方程,对不可压缩流中的Biot-Savart方程进行了可压缩修正,进而用离散涡方法求解出非定常、不稳定、可压缩流场中的旋涡运动。分析了胀量及黏性扩散作用对旋涡运动的影响,通过大量长时间行为的数值试验得出了一系列结果。结果表明：为了真实地反映旋涡在实际流体中的运动规律,必须考虑黏性及压缩性的影响。     

纤维在流体中各种运动形态可能性的判别

研究纤维在气流中的运动,对新型纺纱有着重要的意义。本文用多球链作为单纤维的模型,讨论纤维在不可压缩牛顿粘性流体的任意流场中的任意运动,得到了多球链纤维在流体中各种运动形态受拉、压的判别式,所得结论与日常经验相符。     

不可压粘性流动N-S耦合方程的有限元解法—I应用

应用有限元方法求解不可压粘性流动Ｎ－Ｓ耦合方程，将此方法用于驱动方腔和突扩管道内的层流分析，结果表明此方法具有良好的椭圆型性质，能预测分离流动．用该方法结合两层湍流代数模型，对压气机叶栅内不可压流动进行模拟分析，与实验结果的比较证明方法是有效的．     

二维定常粘性气体不可压缩扩散流场半解析解

运用加法分离变量法，解析求解了二维定常粘性气体不可压缩扩散流场，得到了几组空气流场有源汇和无源汇情况下扩散流场的半解析解，并分析了其适用条件．所得结果具有重要理论意义，可以为数值计算提供标准解．拓展了加法分离变量法的适用领域，并对二维定常粘性气体不可压缩扩散流场这类复杂问题的解析求解进行了有益的尝试．     

壁面局部振动的二维管内流动分析

通过求解二维雷诺时均Navier-Stokes方程,对壁面局部振动的二维管内流场进行数值模拟,分析边界条件在不可压缩计算及可压缩计算情况下对壁面局部振动流动状态的不同影响.研究表明,在不可压缩计算情况下,总压入口条件相对于速度、质量流量入口条件限制少,壁面振动可同时影响振动壁面上、下游的流动参数.在壁面振动管道内,尽管马赫数Ma0.3,可压缩流体的流动现象是完全不同于不可压缩流体的.边界条件对于高频振动计算结果的影响比低频振动计算结果的小.因此,在模拟燃气轮机小幅高频振动叶栅的实际工程问题中,必须采用可压缩计算.在相对平缓、充分的入口段条件下,仍然可以采用常规模拟叶片绕流时的速度入口边界条件进行计算.