黏弹性纳米流体在垂直板上的自然对流与传热分析

基于分数阶Maxwell模型和分数阶Fourier定律构建黏弹性纳米流体在垂直板上的非定常二维边界层自然对流与传热控制方程,利用有限差分和L1算法获得数值稳定解,对不同物理参数下的速度、温度、平均表面摩擦系数和平均Nusselt数的变化趋势进行图形化分析。结果显示,速度和温度边界层均表现出短暂记忆和延迟特性;速度分数导数参数削弱了自然对流,而速度松弛时间的影响却相反;温度分数导数参数削弱了自然对流和热传导,而温度松弛时间的影响却相反。

涌泉根灌灌水器螺纹流道水力特性研究

针对涌泉根灌灌水原理,提出了一种新型的螺纹式涌泉根灌灌水器,并运用Pro/E三维造型、CFD数值模拟、快速成形及试验验证等方法对该新型灌水器的水力性能进行了研究,得到了不同长度流道的压力流量关系曲线和内部压力、速度分布图。结果表明,该流道水力性能良好,流态指数约为0.5,处于紊流状态,消能形式以局部水头损失为主,试验验证得出的水力特征曲线与数值分析得出的水力特征曲线基本吻合,该研究结果为涌泉根灌产品开发提供了技术支撑。

含趋旋微生物纳米流体在拉伸缸表面上的边界层流动分析

考虑趋旋微生物的影响,研究纳米流体在拉伸缸表面上的稳态二维边界层流动问题.建立控制方程,采用打靶法和Runge-Kutta法进行数值求解,对不同物理参数下的速度场、温度场、浓度场和运动微生物密度场的变化趋势进行图形化分析.结果表明,在靠近缸体表面处,速度、温度、体积分数和微生物密度均随着曲率参数的增大而减小,而在远离缸体表面时变化情况却相反;微生物密度随着Brown运动参数、Peclet数、Schmidt数和生物对流常数的增大而减小,而随着热泳参数的增大而增大.

不同错列角三角形转子作用下的分布混合数值模拟

以高黏度牛顿流体为研究对象,采用数值模拟方法研究了不同错列角的三角形转子搅拌作用下的腔内的混合过程。根据运动转子的对称性和周期性,用瞬态有限元法(FEM)结合网格叠加技术(MST)计算了三分之一的周期。提出了一种基于周期速度场的四阶Runge-Kutta算法。采用Poincaré截面、拉格朗日相干结构和混合方差指数等对混合进行表征。结果表明,不同错列角对混合和能耗的影响不明显,所有的混合情况都接近于相同的混合方差指数的渐近值,并具有相似的混合机制,属于部分混沌混合,贴近转子各边嵌入了规则的层流KAM(Komogorov-Arnold-Moser)岛。