谱元方法求解波动方程时显式与隐式差分方法的比较

分别将显式中心差分和隐式Newmark差分方法与Chebyshev谱元方法相结合,探讨了当采用谱元方法求解气动噪声问题时,这2种时间差分方法对数值精度和计算稳定性的影响.通过模拟噪声扰动在自由空间的传播过程,比较了2种时间差分方法的数值误差,研究了显式中心差分方法的稳定性条件.由此得出以下结论:当显式中心差分方法稳定时,2种差分方法均可得到有效的数值解,在同一时刻的同一网格节点上,Newmark方法的数值误差约为显式方法的2倍左右;当计算采用的时间步长大于显式中心差分方法的临界步长时,显式方法发散,Newmark方法的数值结果仍和解析解保持一致.

Chebyshev谱元方法结合并行算法求解三维区域的Helmholtz方程

本文探讨了采用Chebyshev谱元方法结合并行计算求解三维区域的Helmholtz方程问题。首先应用变分方法,得到了带有第一类边界条件的三维区域Helmholtz方程的弱形式。然后在三维的标准单元内,采用Chebyshev正交多项式展开函数u和试函数v,并且将其带入弱形式方程,通过积分,得到单元刚度矩阵;通过合成单元刚度矩阵,得到总体矩阵。最后通过基于MPI的并行计算,求解了以总体矩阵为系数的方程组,得到了Helmholtz方程的数值解,和解析解对比表明了数值解的正确性,并且数值解具有8阶精度。在并行求解方程组过程中,充分利用矩阵的对称性和矢量存储来获取上三角元素,这大幅的节约了存储量和计算进程间的通讯量,获得的并行效率可达76.6%。

谱元方法求解波动方程及影响其数值精度的相关因素

为探讨波动方程的高精度数值模拟,采用Chebyshev谱元方法结合隐式Newmark时间积分方法求解波动方程.求解一个具体算例验证了数值方法的可行性,讨论了时间步长、Newmark因子以及计算区域的网格剖分方式对数值精度的影响.结果表明:和差分法相比,谱元方法求解波动方程具有所用网格节点少,数值精度高的特点;数值误差随时间步长减小而减小;在满足稳定性要求的前提下,数值误差随着Newmark因子的减小而减小;当总网格节点数相同时,不同的网格剖分方式所得数值误差不同.所述方法和结论可用于模拟声波在空气中的传播.

基于试验的离心压缩机两种相似换算的比较

通过两种相似换算方法,把以R134a为介质时的工况点换算到以空气为介质时的对应工况点,换算结果和试验数据比较,得出保持进口比容比相等的换算方法更加准确,与试验结果吻合良好。

基于数值方法对离心压缩机级两种回流器内部流动的分析与对比

一台C式离心压缩机采用了2种形式的回流器,一种入口处存在突扩,称为回流器A,另外一种和弯道光滑过渡,称为回流器B。本文对上述2种回流器分别进行了数值模拟。计算结果表明,回流器B的性能要优于A。对于回流器A,进口由于存在突扩,导致入口处的流动恶化,进一步导致了冲角的改变,最终导致径向面流道内存在旋涡。对于回流器B,由于和弯道光滑过渡,流动较为均匀,并保持了良好的冲角,径向面内的流动也要优于回流器A。

离心压缩机叶轮改造前后的性能分析

对某离心压缩机改造前后的叶轮进行了数值分析。结果表明,改造前后叶轮均满足设计要求,但由于原始叶轮在入口处的相对马赫数较大,所引起的摩擦损失也略大,因此改造后的叶轮性能要好于改造前的叶轮,

离心通风机串联工作特性的试验研究

本文基于试验方法研究了叶轮结构形式和性能相差均较大的两台离心通风机串联工作时的性能。结果表明,当两台风机均正常工作时,它们在串联中的相对位置不影响串联试验性能,所得压力基本是两台风机单独工作时的压力之和。

离心压缩机叶轮分流叶片对性能的影响

某离心压缩机三元流叶轮由于在入口处无加工空间,因此改为带有分流叶片的叶轮。为了验证改造后的叶轮是否满足设计参数以及和原始叶轮的异同,采用了数值方法对原始叶轮和改造后的叶轮进行了数值分析。结果表明,两种均满足设计要求,并且改造后的叶轮性能要好于原始叶轮。这是由于原始叶轮在入口处的相对马赫数较大,因此所引起的摩擦损失也略大。

谱元方法求解含吸收边界的声学问题

推导并实现了带吸收边界条件的二维波动方程的切比雪夫谱元解法.该解法引入一阶Clayton-Engquist-Majda吸收边界条件,在空间上利用谱元方法,在时间上利用中心差分的积分方法得到波动方程的离散形式,并给出具体算例进行了验证.结果表明:该解法在空间上具有谱精度,在时间上达到二阶精度;与第一类边界条件相比,吸收边界有效地削弱了边界上的数值反射,避免了解的失真;使用中心差分的时间积分方法同隐式积分方法相比,适合波的传播特性,避免了矩阵求逆运算,并且占用的计算机内存小.

钛液MVR蒸发浓缩技术的压缩与换热问题探讨

钛液浓缩是钛白粉生产中能耗较高的工序,蒸汽机械再压缩(MVR)技术具有节能效果显著、操作条件温和等特点,在钛白粉等无机盐行业中得到了越来越多的应用。简要介绍了钛液MVR蒸发浓缩技术原理,给出了系统中的关键设计参数。为了避免压缩机产生应力腐蚀破坏及蒸发器结垢堵塞,对钛液MVR浓缩系统的压缩及换热问题进行了探讨,提出了钛液MVR蒸发浓缩系统的罗茨压缩机耦合横管降膜蒸发器的硬件匹配方案。