可压缩粘性流体力学变分原理的建立

给出了可压缩粘性流动问题变分泛函的代入构成法，即直接从场的方程出发，应用代入原则，构成相应的变分泛函。应用此法给出了最大功率消耗原理、广义变分原理等，同时认为目前采用的最大功率消耗原理值得商榷。

弹性板在粘性流体中的耦合振动分析

弹性板在粘性流体中的振动问题是一个典型的流固耦合问题。由于流体计算的复杂性,迄今为止,大部分的流固耦合分析都是建立在对流体充分简化的基础上,尤其是将流体视为无粘、无旋的理想流体。在计算流体动力学(CFD)的基础上,发展了一种流固耦合计算模式。流体为粘性介质。采用ALE格式处理流体和结构之间的移动界面,流体域和固体域分别独立计算,程序控制传递流体压力及固体位移和速度作为对方的边界条件,实现耦合计算。在ANSYS5.6的基础上,应用其参数化设计语言APDL编制程序,控制流体计算和结构计算,实现耦合系统的求解。进行了两个算例的计算,结果证明了该计算格式及程序的有效性。

可压缩多介质粘性流体的数值计算

将考虑热传导和粘性情况下的Navier Stokes方程描述的物理过程分解成3个子过程进行数值计算,即把整个流量计算分解成无粘性流量、粘性流量和热流量3部分,采用多介质流体高精度parabolic piece-wise method(PPM)方法、二阶空间中心差方法和两步Rung-Kutta时间推进方法相结合进行数值计算。给出了激波管中Riemann问题和二维、三维Richtmyer-Meshkov界面不稳定性的Navier Stokes方程和Euler方程对比计算结果,显示了粘性对界面不稳定性的影响。

粘性流体阻尼器的设计与试验

提出一种粘性流体阻尼器的结构设计方法,并进行试验验证。分析冲击载荷作用下粘性流体阻尼器的工作原理,基于Maxwell粘弹性流体模型,用分离变量法求解硅油流体流过活塞与缸壁之间间隙时的速度解和切应力,推导出阻尼力的数学表达式.并运用落锤冲击试验确定其中的参数。基于推导的阻尼力表达式选择满足指标要求的阻尼器结构尺寸,设计粘性流体阻尼器样机,并通过跌落试验研究不同冲击速度下阻尼器的力学特性。一方面,从试验分析得到的阻尼系数验证了所计算样机结构尺寸的准确性:另一方面,试验曲线与理论曲线吻合得很好,从而验证了阻尼力数学模型的合理性。

基于哈密顿体系求解空间粘性流体问题

本文通过变分原理将哈密顿体系引入到小雷诺数空间粘性流体问题中导出一套哈密顿算子矩阵的本征函数向量展开求解问题的方法基于直接法求解流体力学基本方程通过求零本征解及其约当型得到几种常见的基本流动求解非零本征值及本征向量的叠加继可分析流场端部效应从而在该领域用哈密顿体系辛几何空间中研究问题的方法代替了传统在拉格朗日体系欧氏空间分析问题的方法

粘性流体通过二维振荡圆柱的声辐射研究

本文建立了一个低马赫数下的求解远场声密度的数值模型 ,该模型利用Navier-Stokes方程计算二维粘性流体通过固定/弹性支撑圆柱的流场 ,利用Lighthill声比拟理论计算该流场产生的水动力噪声。文中仔细地给出了远场二维声辐射的公式。利用这些公式分别讨论了不同雷诺数下(Re<200和Re>5000)

平面粘性流体扰动与哈密顿体系

通过变分原理 ,将哈密顿体系的理论引入到平面粘性流体扰动的问题中 ,导出一套哈密顿算子矩阵的本征函数向量展开求解问题的方法。基于直接法求解流体力学基本方程 ,导出流场一般特征关系 ,通过本征值的求解及本征向量的叠加 ,得到波扰动解 ,继可分析流场端部效应。从而在该领域用在哈密顿体系下辛几何空间中研究问题的方法代替了传统在拉格朗日体系欧几里德空间分析问题的方法。为流体力学的研究提供一条新途径。

离心油泵输送粘性流体空蚀性能实验研究

本文通过实验研究了离心油泵输送粘性流体时的空蚀性能和油泵的空蚀性能与输送介质粘度的关系,研究了油泵的性能参数(流量、扬程、功率和效率)随进口真空度的变化规律,并与输送清水时的空蚀性能进行了对比,研究了进口真空度对油泵水力性能的影响。离心油泵的空蚀性能随输送介质的不同存在很大差异。实验结果表明:在相同的流量工况下,输送粘性流体比输送清水具有较高的临界空蚀余量。

离心油泵输送粘性流体时的性能换算方法

概述了离心油泵输送粘性流体时性能换算的各种方法 .以 3种不同比转速离心油泵在变转速、变输送介质粘度下的性能实验为基础 ,考察了 3种常用的性能换算方法的适用性 ,并从无量纲准则数出发 ,对实验数据进行了归一化处理 .在此基础上 ,选定能较好反映粘性输送时离心油泵性能变化规律的准则数 。

离心泵输送粘性流体时叶轮出口宽度的设计

粘性流体在离心泵内流动时 ,叶轮流道内附面层变厚 ,流动排挤作用增强 .在计算分析叶片边界层厚度的基础上 ,建立了新的叶轮出口宽度设计方法 .针对一种离心泵 ,在一定输送介质粘度范围内 ,设计了 3种不同出口宽度的离心叶轮 .实验研究了叶轮出口宽度对离心泵性能的影响 ,并与常规的离心水泵叶轮进行性能对比 。

离心油泵输送高粘性流体实验研究

本文通过实验研究了离心泵输送不同粘度流体时的性能,主要研究流体的粘性及油泵转速对其性能的影响,总结了离心泵特性曲线与输送介质粘度的变化规律,推导了各性能曲线的函数表达式及最高效率点参数求解方法,计算出各种粘度及不同转速时的换算系数,并与各国换算结果进行了对比。

粘性流体绕流圆管的边界层厚度的局部相似性解法

本文分析了粘性流体绕流圆管时边界层厚度的一种局部相似性解法。根据相似性解原理 ,将流体在圆管上形成的二元曲面转化为若干段 ,把每一段近似处理成一个楔形体斜面 ,把相似性解用于每一段 ,并考虑界面上的修正 ,就可以得到边界层的物理参数。计算表明 ,这种方法是可行的。

聚合物驱油粘性流体渗流的分形研究

针对聚合物驱油两相渗流过程中的指进现象，建立了平面可视的渗流实验装置与实验方法和图像及数据处理方法。以驱替的波及面积为主要参数，建立了分维计算方法，并通过不同粘度的驱替液的驱油实验，确证油水两相的驱替渗流过程是分维的，同时得出了分维数是和聚合物驱替液粘度间的函数关系。由五点法井网注采模型上进行的实验现象表明，随着聚合物溶液浓度增加其粘度也增加，驱油时其前缘的推进也愈均匀。定量计算结果表明，随着聚合物溶液粘度增加，分维数也增大。如用不含聚合物的清水驱替时，分维数是１．５６３，当用１５００ｍｇ／Ｌ的聚合物溶液驱替时，分维数是１．７９１；当聚合物浓度为４０００ｍｇ／Ｌ时，分维数增加到１．９５６，且很接近于完全波及时的极限值２．０。这表明：用聚合物溶液驱油，驱替波及过的地方“破碎”程度减小，波及效果增加。这一实验和理论计算结果表明，用聚合物溶液驱油时，在扩大波及系数的同时，还可提高波及效果。从微观上讲，聚合物驱还可以降低残余油饱和度，提高洗油系数，其量和聚合物溶液粘度有关。

粘性流体对涡轮流量计仪表系数影响的实验研究

流体的粘性对涡轮流量计的仪表系数有很大影响．本文使用活塞式液体标准体积管在不同粘度下对涡轮流量计进行了实验研究，得出了仪表系数与流量、流体的粘度之间关系曲线．

基于LBGK方法的粘性流体晃动问题大涡模拟

LBGK结合大涡紊流模型方法应用于粘性流体运动的数值模拟,并在LBGK方法中引入VOF概念,用于跟踪自由表面的运动。利用这种方法计算了贮液容器中粘性流体的自由晃动以及非线性激励下的一阶模态晃动,得到了侧壁上压强分布,并拟合了压力和弯距的估算公式。分析和实践表明,该方法对带自由表面不可压缩流体的数值模拟具有较高的精度。

粘性流体圆柱绕流的有限元模拟

对粘性流体圆柱绕流进行了数值模拟。根据三阶Taylor展开弱解的概念，在二阶分裂步Taylor－Galerkin有限元法基础上，采用时间推进和张量分析的方法推导了对流扩散通用微分方程的ETG有限元离散格式。对Reynolds数为32、102和250的粘性流体圆柱绕流流场进行了数值仿真，数值模拟结果与实验结果吻合良好。表明隐含流线迎风耗散作用并具有三阶部分展开的Taylor－Galerkin有限元法稳定性好，精度较高，可用于计算包含对流扩散耦合传递动量的绕流问题及类似的流动问题。

弱粘性流体中垂直激励表面波的阻尼效应

在竖直振动的圆柱形容器中,将Navier_Stokes方程线性化,利用两时间尺度奇异摄动展开法研究了弱粘性流体的单一自由面驻波运动.整个流场被分为外部势流区和内部边界层区两部分,对两部分区域分别求解,得到包含阻尼项和外驱动影响的线性振幅方程.利用稳定性分析,得到形成稳定表面波的条件,给出了临界曲线.此外,还获得了阻尼系数的解析表达式.最后,将线性阻尼加到理想流体条件下所得到的色散关系中对其进行修正,理论结果证明修正后的驱动频率更加接近实验的结果.通过计算发现,当驱动的频率较低时,流体的粘性对表面波模式选择有重要影响,而表面张力的影响不明显;但当驱动频率较高时,流体的表面张力起主要作用,而流体的粘性影响甚小.

用ALE和时间分裂步法分析三维粘性流体大幅晃动的非线性问题

本文提出了在ＡＬＥ标架下用时间分裂步法求解罐内含自由液面大幅晃动的非定常的三维粘性流体（Ｎ－Ｓ）问题的方法。它使得求解储液罐的液面大幅度晃动问题不限于线性势流理论的范围和回避了自由表面波高函数和速度的随体导数中非线性项对求解造成的困难；从而它可以有效地处理带自由边界的粘性不可压的三维流体的非线性流动问题。

粘性流体在光滑横管外壁形成液膜的机理研究

采用低雷诺数小流量模型 ,对轴向有外加恒定速度气体流动的粘性流体在水平管外形成的液膜的流速及膜厚分布进行分析和计算。计算中针对本文所研究对象的情况 ,对柱坐标系下的液膜和气膜连续方程和 Navier- Stokes方程均进行无量纲处理 ,忽略高阶小量 ,从而抓住影响问题的主要方面 ,进行计算得到了附壁膜流速表达式和膜厚的数值解。

不可压粘性流体力学初值问题的拟变分原理及其广义变分原理

利用Laplace变换将不可压粘性流体动力学的方程与边界条件变换到象空间上,同时也就把初值条件引入到象空间的方程内。然后在象空间利用变积方法建立不可压粘性流体动力学的拟变分原理和广义拟变分原理,再将它们拉氏反演到原空间内,即得时间域内的不可压粘性流体动力学的变分原理及其广义变分原理。最后用一个具体的例子对原理的应用进行了说明。