基于启动时间和完全故障的双阶段休假排队系统的流体模型性能分析

基于风力发电路灯的能量转化机制,该文构建并分析了具有启动时间和完全故障策略的M/M/1排队系统驱动的流体模型.首先,对驱动系统进行模型描述,运用矩阵几何解方法得到驱动系统的稳态概率分布.其次,引入流体模型的净输入率结构,并利用概率分析方法得到流体库存水平在稳态条件下的微分差分方程组,进而运用Laplace-Stieltjes transform(LST)方法得到稳态条件下库存量的均值及空库概率.根据性能指标构建系统的费用函数,在数值分析中给出系统参数对性能指标和费用的影响.

在体血流不存在Casson流体模型

笔者研究在体血液流变性时发现用Casson流体模型描述在体血液流态实际是错误的。本研究旨在纠正存在近40年的这一理论错误,同时维护前人和笔者研究在体血液流态所获得的正确理论。本文采用理论性研究方法,以相关流体力学、血流动力学、血液流变学理论和在体血流实际为依据展开论证,揭示在体血管中不存在Casson流体模型,红细胞聚集不是在体血管中存在Casson流体模型的本质机制,在体血液流态除动、静脉特异形部位外,动脉血流为随心动周期性变化的层流,在静脉可近似为定常流动。

欧拉-欧拉双流体模型中颗粒黏性对液固散式流态化的影响

采用无黏性双流体模型、基于颗粒动理学的双流体模型以及Brandani和Zhang简化双流体模型探究了颗粒黏性对液固散式流化特性的影响规律。经与文献中实验数据和Gibilaro公式计算值对比后发现:3种双流体模型均能较好地预测整体固含率,与实验值相对偏差在3%以内,其中无黏性双流体模型和简化双流体模型对固含率预测更符合散式流态化特点;3种双流体模型对时均颗粒轴向速度预测均呈现整体环核结构的固有属性,其中简化双流体模型在较低和较高两组液速工况下预测的相对偏差平均值分别为0.277和1.028;当入口液速突然变化后,收缩过程中简化双流体模型对响应时间预测准确度略高,而膨胀过程中因低浓度区界面不稳定以及膨胀过程中床内颗粒形成的由浓到稀过渡段延长了稳定时间,3种模型预测均与理想过程存在一定偏差,其中液速较低时三者差异不明显,但液速较高时简化双流体模型准确性略高。基于颗粒动理学的双流体模型对动态过程模拟的计算耗时最长。

稀疏颗粒流体系统的微极流体模型描述:以顶盖驱动方腔流为例

因粒子和流体介质属性不同,稀疏颗粒流体系统常表现出相反的流动增强和减弱行为.为基于一组方程描述稀疏颗粒流体系统相反的流动行为,文章推荐了微极流体模型,并通过对微结构参数(耦合数和无量纲特征长度)的全面分析,尝试给出描述不同流动行为的参数区间.首先,梳理微极流体模型和微结构参数的物理意义,基于OpenFOAM库建立了微极流体控制方程的有限体积离散求解方案,并在一维微极泊肃叶流动中验证了其准确性.随后,基于顶盖驱动方腔流,开展了大范围微结构参数组合下的流体动力学行为计算,分析各微结构参数及其组合对流体速度、微转动、动能以及总能的影响规律.结果表明微极流体模型能够描述稀疏颗粒流体系统呈现的流动增强和减弱行为,且存在一个微结构参数临界区间,当耦合数和无量纲特征长度的乘积N·L<20.48时,微极流体模型可描述流动减弱现象;当N·L>28.16时,可描述流动增强现象.微极流体模型较完备的物理参数使得其在描述不同颗粒流体系统行为时更具普适性,有望扩展颗粒流体系统研究的理论基础.

基于统一流体模型的微放电数值仿真研究

数值仿真技术已发展成为气体放电领域的重要研究手段,常用于研究揭示某一具体放电形式的微观物理过程.本文介绍了气体放电的统一流体模型,包括粒子的连续性方程、能量守恒方程及泊松(Poisson)方程,考虑阴极电子发射(二次电子、热电子发射)、反应倍变与气体加热、阴极热传导等基本过程,可模拟得到包含盖革-米勒(Geiger-Müller)放电、汤森(Townsend)放电、辉光放电、电弧放电等各区域的完整伏安特性曲线.基于该模型,仿真得到的气体放电伏安特性曲线与已有文献结果一致,验证了该模型的正确性.在此基础上,对间距为400μm、气压分别为50和500 Torr(1 Torr≈133.322 Pa)的放电过程进行了具体研究,对比分析了不同气压条件下放电典型参量的分布特性.该模型实现了广域参数范围条件下的气体放电数值仿真,拓展了气体放电流体模型的应用范围,促进了对放电参数特性的系统性分析.

带N策略的双阶段休假M/M/1排队系统驱动的流体模型性能分析

基于工厂订单装配系统的运行机制,本文构建并分析了具有N策略和两种混合休假策略的M/M/1排队系统驱动的流体模型。首先对驱动系统进行描述,将马尔可夫过程的无穷小生成元写成块状雅克比矩阵形式。引入库存量建立三维马尔可夫过程,得到稳态下流体排队满足的微分方程组,运用矩阵分析方法和Laplace变换(LT)方法得出系统平稳库存量的数学表达式。进而运用Laplace-Stieltjes变换(LST)导出稳态条件下缓冲器的平均库存量。最后,利用数值分析,给出参数变化对系统性能指标的影响。

过滤双流体模型的水平管道内稠油输送数值模拟

针对介观尺度下蜡晶颗粒聚团在管壁形成宏观尺度下石蜡层的现象,采用过滤双流体模型研究水平管道输送伴有固态沥青质的稠油的液固两相流流动和传热特性.对比均匀结构曳力模型和亚格子曳力模型的模拟结果,获得了颗粒相时均体积分数、颗粒相压力和过滤传热系数的修正系数等参数分布规律.同时分析了壁面温度对稠油温度分布和传热的影响.结果表明:与均匀模型Gidaspow model相比,过滤模型能够揭示蜡晶颗粒非均匀流动结构对液固两相流的变化规律.Filtered modelⅡ的结果更加接近于试验结果,Filtered modelⅡ的结果随着蜡晶颗粒体积分数的增加而减小.当蜡晶颗粒相体积分数增加到12%时,加入壁面修正的亚格子模型的误差仅为4.1%.而ZAMBRANO等人模拟结果与试验压降的误差为12.9%.亚格子尺度模型能够详细地再现沥青质颗粒聚团的介观尺度流动行为,为稠油输送过程中的蜡晶聚集以及流动过程的预测提供了新的方法.

城市快速路高阶流体模型实证研究

在回顾宏观流体模型的发展和分析宏观模型中的高阶流体模型的基础上,利用上海高架快速路实测交通数据,对快速路控制中常用的一种高阶流体模型进行了参数辨识和模型性能分析,验证了模型对于我国城市快速路的适用性;最后给出下一步研究的设想.研究结论可为我国城市快速路的规划、设计、运营和管理提供有力依据和数据支持.

具有Dirichlet信号边界的一类趋化–流体模型的研究

本文讨论一类具有规定信号浓度的趋化–流体耦合方程组解的性质。利用二维有界区域上的插值不等式和边界上的逐点不等式,得到细胞密度和化学信号浓度梯度的联合估计,并结合算子半群理论,最终证得该方程组的初边值问题存在整体有界的经典解。

动量定理在流体模型中的应用

动量定理是高中物理中的重要知识,不仅可以处理恒力问题,也可处理变力问题,还可以处理流体问题,本文谈动量定理在流体模型中的应用.1流体运动模型对于运动流体,可沿流速v的方向选取一段柱形流体,设在极短的时间Δt内通过某一横截面S的流体柱的长度为Δl,如图1所示.设流体的密度为ρ,在Δt时间内流过该截面的流体质量Δm=ρSΔl=ρSvΔt,根据动量定理知,流体微元所受的合外力的冲量等于该微元动量的增量,即FΔt=mΔv.

基于双流体模型的气力卸船机水平管道气固两相流研究

应用欧拉双流体模型,对水平管道内气力输送过程进行仿真研究。在进行研究前,对欧拉双流体模型进行验证,与其他学者提出的压降预测公式以及试验结果进行对比,具有较好的一致性。对100 t/h气力卸船机的水平气力输送管道进行气-固双流体模拟,研究不同固-气比对压降以及速度的影响,得出管道在不堵料的情况下固-气比存在极大值的结论。

例谈运用动量定理解决流体模型问题

本文通过对水枪喷水问题、探测器喷气问题和豆粒持续碰撞秤盘问题等典型例题的分析,阐述如何建立物理模型、运用动量定理解决问题.这不仅有助于学生深化对动量定理的理解,还能提高他们解决实际问题的能力.

论多相流中单流体模型与多流体模型的统一性

本刊发表的“多相流的随体导数和基本方程”,一文认为对多相流的随体导数必须重新研究、定义,以使单流体模型和多流体模型能获得统一,并提出了一套建立随体导数的方法。本文作者认为[1]文的分析不仅在概念上有许多混淆之处,而且所提出的随体导数有些牵强附会,缺乏明确的物理意义,结果并没有使单流体模型和多流体模型真正统一。本文就随体导数的本来含义进行推导、分析,指出单流体模型和多流体模型的统一性。

盐膏层蠕变粘弹性流体模型及有限元分析

将盐膏层作为线性Maxwell流体 ,建立了平面应变问题的粘弹性力学模型 ,实测了江汉油田王 80 3井不同时段内的井径变化。借助模型辨识理论及运用有限元方法 ,研究了盐膏层蠕变与时间的关系、套管在均匀及非均匀载荷作用下的应力分布、套管制造缺陷 (不圆、不匀度 )对套管应力的影响以及水泥环对套管的保护作用等 ,所得结果为工程实际应用提供了定量的参考依据 ,具有很好的推广应用价值。

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。

基于双流体模型的湿蒸气凝结流动三维数值模拟

建立湿蒸气凝结流动的双流体模型,考虑了湿蒸气汽液两相流动中相间速度滑移、耦合以及湍流扩散作用的影响。针对蒸汽透平叶栅中流动的湍流特性,在单相湍流计算中数值模拟精度相对良好的两方程SSTk-ω湍流模型基础上,参照颗粒湍能输运方程理论,推导建立了湿蒸气两相流动SSTk-ω-kp湍流模型,模型中引入了液相粘性、导热及扩散系数等拟流体概念。对一直列叶栅中存在自发凝结的湿蒸气流动进行了三维数值模拟,结果表明:与中心截面相比,端壁附近汽流首先出现大量凝结核,并较早恢复到平衡状态,由于涡系结构的存在使得沿叶高汽液两相叶栅出口马赫数之间存在一定差异。本文建立的模型提高了湿蒸气凝结流动三维数值模拟的精度,更好地揭示叶栅中凝结流动的相间作用。

基于双流体模型的流化床模拟

从单相流体力学中描述气体流动的Navier-Stokes方程和单颗粒运动的Newton方程出发,使用比较严格的体积平均法推导出描述气固两相宏观流动的模型方程组并设法确定了模型参数,把该方程组加以简化,能得到Gidaspow、Blake和Davidson等人的模型方程,初步证明了模型的正确性,求解使用了经本文改进的基于控制容积有限差分的IPSA方法,编制了通用程序,模拟了二维射流流化床中浓密气固两相的流动,并计算出射流的穿透深度。

循环流化床提升管气固湍流的计算流体力学模拟——k-ε-k_p-ε_p-Θ5参数双流体模型

提出了用k -ε-kp-εp-Θ 5参数的双流体模型来模拟循环流化床提升管中的气固湍流 .模型用颗粒动力学理论描述颗粒与颗粒间的碰撞 ,用低Reynolds数湍流方程分别模拟气相和颗粒相的湍动 ,并且考虑了气固两相湍动的相互作用 .模拟所得颗粒速度和浓度的径向分布与实验结果吻合良好 .分析表明 :在时间和空间域上 ,采用颗粒相湍动与颗粒间碰撞分离处理和颗粒相湍能及耗散方程的引入是合理的 ;颗粒相湍动与两相湍动相互作用的封闭条件是影响模拟结果的重要因素 .

利用双流体模型研究不同煤种对煤气化激冷过程的影响

利用双流体模型 ,对气化炉激冷室下降管内的合成气和灰份传热与流动进行了数值计算 ,分析了不同煤种———黄陵煤和华亭煤对气化炉下降管性能的影响 ,并和生产数据进行了比较 .研究表明 ,采用激冷流程的德士古气化炉更适合灰份质量分数较低的煤种 .计算结果也表明 ,煤的灰份不利于合成气在下降管内的冷却降温 .由于灰份的存在 ,使合成气在下降管的出口温度提高了 ,显示出灰份浓度越高 。

电爆炸丝1维磁流体模型数值模拟

给出了电爆炸丝1维磁流体模型的具体描述和基本方程,并利用数值方法求解。通过对含电爆炸丝断路开关的电感储能脉冲功率电路模型的计算,给出了电爆炸丝电流、电压随时间的变化,以及电爆炸过程中丝的密度空间分布,膨胀半径随时间的变化,讨论了电爆炸丝长度和初始电压对电爆炸丝电流、电压的影响。