面向流体机械仿真的层次化并行计算模型

随着流体机械基础并行算法的发展,传统的单核处理器已经不能很好地满足先进流体机械研发的技术需求,为此本文深入研究了流体机械的物理模型以及高性能计算机架构特点,设计并实现了能够充分表达物理模型并行性的高效的面向流体机械仿真的层次化并行计算模型(HP2H)。HP2H模型充分考虑流体机械的多层几何结构以及高性能计算机的多层逻辑架构,深入挖掘计算平台、计算模型以及物理模型的并行性,实现从物理模型到计算资源的高效任务映射。依据具体的轴流压气机转子数值模拟的实际应用背景,结合粗粒度并行和细粒度并行对模型进行实现。对HP2H计算模型进行了功能测试和性能测试,当计算核心从36核提升到432核时,计算性能提升约12倍,并行效率达到了100%。实验结果表明,HP2H计算模型不但在正确地对流体机械进行数值模拟的前提下实现了较好的计算性能,并且由于HP2H计算模型结合了粗粒度并行与细粒度并行,因而可以在不同的计算平台上运行,还可以便捷地实现计算规模的扩展,具有良好的可移植性与可扩展性。     

缸内直喷汽油机喷嘴内流动影响参数分析

为了研究缸内直喷汽油机喷油嘴内流动特性及影响喷孔出口流动参数的因素,建立了欧拉多流体模型对喷嘴内流动进行模拟计算,并对所建模型进行了验证.分析了不同介质和不同喷嘴进出口压差下喷孔内流动特征及影响喷孔出口截面流动参数的因素.结果表明:气泡数密度增大则空穴程度增大,但当气泡数密度大于一定值时,空穴流动趋于稳定;随着空穴程度的增大,喷孔出口截面平均速度增大,平均湍动能减小;喷嘴进出口压差的增大,有利于空穴的发生;喷嘴内湍动和气泡与流动介质间相对运动产生的压力波动,有利于喷嘴内空穴发生;在较高的喷嘴进出口压差的情况下,局部湍动对喷孔出口截面的湍动能影响不可忽略;喷孔内流量系数主要受空穴程度影响.     

一类批处理排队网络在批FIFO排队原则下稳定性

在标准排队网络稳定性研究的基础上，定义了批FIFO排队原则，通过引进批长度随机变量，将批处理排队网络模型转化为对应标准排队网络模型，证明了这两个网络模型具有相同的流体模型；在批FIFO排队原则下，给出了这个批处理排队网络稳定的一个充分条件.     

超临界流体萃取技术在天然药物研究中的应用

文章介绍了超临界流体萃取技术的原理及优点，并对其在天然药物研究中的应用进行综述。     

多孔材料测孔仪的研制

本文叙述了测量多孔材料孔径和孔径分布的方法和仪器,测量采用液-液和气-液系统,测量孔径范围内为0.01～几百1μm,为简化仪器结构设计了适用于不同孔径范围的装置。     

基于流体模型和GPU加速的火焰实时仿真

针对目前基于物理模型模拟火焰的计算量大、复杂度高,很难进行实时模拟的问题,提出了一种基于流体模型和GPU加速的火焰实时模拟方法,该方法根据火焰的不可压缩、低密度、无粘性等特点,通过流体方程计算火焰的物理属性,并将其求解过程在GPU中并行加速,从而大幅度提高了算法的运算速度,实现了火焰的实时模拟,并取得了较真实的模拟效果。     

纳米流体冰浆稳定性和过冷度的研究进展

相变蓄冷材料因具有储能密度大、温度波动跨度小、安全环保无毒、价格较低等优点而受到广泛关注.冰浆作为一种相变蓄冷材料,具有化学性质稳定、易于加工获得、安全环保、流动换热性能好、相变潜热大等特点,因此,探讨纳米流体冰浆稳定性和过冷度具有重要意义.本文简述了纳米相变材料对节约能源的重要意义,对纳米流体冰浆稳定性和过冷度的研究...     

直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池电极材料的研究现状

直接硼氢化钠-过氧化氢燃料电池(DBHPFC)是一种新型液体燃料电池,其阳极采用硼氢化钠(NaBH4)溶液作为燃料,阴极采用过氧化氢(H2 O2)溶液作为氧化剂.在DBHPFC中,不需要采用氧气作为氧化剂,因此其在水下和太空等无氧环境中表现出巨大的应用优势.DBHPFC理论电池电压高(1.64 V)和能量密度高等优势使...     

一类可压缩非牛顿流体弱解的吸收集问题

【目的】研究一类可压缩非牛顿流体在三维有界Lipschitz区域内的吸收集存在性问题。【方法】利用H9lder不等式、Sobolev嵌入定理,结合Gronwall引理等方法,得到精确的能量估计。【结果】首先根据有限能量弱解定义,给出能量E表达式,其次借助重整化解与有界算子B的辅助引理,得到衰减估计,进而得到能量的局部有界性,最后找出常数E_∞,当t>T时,E[ρ,u](t)≤E_∞ a.e.。【结论】在外力函数是有界可测的假设条件下,非牛顿流体方程组有限能量弱解的吸收集存在。     

喷涂角度对螺栓表面涂层厚度均匀性的影响

针对工程中采用铝涂料涂覆螺栓时螺栓表面铝涂层易出现的厚度不均匀问题,研究喷涂角度对螺栓表面涂层均匀性的影响规律。对喷涂系统的喷嘴和螺栓进行建模,通过计算流体动力学仿真软件Fluent建立了雾化流场的气液两相流物理模型,使用DPM模型分析了流场中气相和液相的相互作用,获得了在不同角度下的喷涂流场,预测了螺栓表面液膜沉积厚度。搭建了喷涂试验系统并与模拟结果进行了验证,模拟和试验研究均表明在喷涂角度为30°时螺栓表面涂层均匀性最佳。