三维柱对称定常非齐次不可压Euler方程管道问题解的适定性及无穷远渐近速率

该文针对可以包含障碍物的三维柱对称无穷管道问题,运用流函数方法转化为椭圆方程的边值问题,利用能量估计和闸函数方法,证明了定常非齐次不可压Euler方程解的存在性和唯一性以及流线的非退化性即U>0.通过构造比较函数和极大值原理,在漩涡速度W不等于0的情况下,得到了两种边界的收敛速率:若无穷管道在有限长度以外是平边界,则方程的解以指数速率收敛到渐近状态;若无穷管道以多项式速率收敛到平边界,则方程的解以相同的多项式速率收敛到渐近状态.

隐式格式求解拟压缩性非定常不可压Navier-Stokes方程

采用Rogers发展的双时间步拟压缩方法,数值求解不可压非定常问题.数值通量分别采用三阶精度Roe格式和二阶精度Harten-Yee的TVD格式离散.为了加快收敛,提高求解效率,试验了几种隐式格式(ADI_LU,LGS,LU_SGS).针对经典的低雷诺数(Re=200)圆柱绕流问题,比较了不同隐式方法的计算结果和求解效率,以及两种数值离散格式计算结果的异同.最后采用Roe格式数值求解了两种典型的低速非定常流动问题:绕转动圆柱(ω=1)低雷诺数流动;NACA0015翼型等速拉起数值模拟.

不可压N-S方程高效算法及二维槽道湍流分析

构造了基于非等距网格的迎风紧致格式，并将其与三阶精度的Ａｄａｍｓ半隐方法相结合，构造了求解不可压Ｎ－Ｓ方程高效算法．该算法利用基于交错网格的离散形式的压力Ｐｏｉｓｓｏｎ方程求解压力项，解决了边界处的残余散度问题；同时还利用快速Ｆｏｕｒｉｅｒ变换将方程的隐式部分解耦，离散后的代数方程组利用追赶法求解，大大减少了计算量．通过对二维槽道流动的数值模拟，证实了所构造的数值方法具有精度高，稳定性好，能抑制混淆误差等优点，同时具有很高的计算效率，是进行壁湍流直接数值模拟的有效方法． 在数值模拟的基础上对一维槽道流动进行了分析，得到了Ｒｅｙｎｏｌｄｓ数从６０００到１５０００的二维流动饱和态解（所谓“二维槽道湍流”）；定性及定量结果均与他人的数值计算结果吻合十分理想．对流场进行了统计分析，指出了“二维湍流”与三维湍流统计特性的区别．

二维不可压流函数N-S方程的多重网格方法

通过对二维不可压缩N-S方程的涡量-流函数方程组消去涡量而得到仅以流函数为求解变量的控制方程,从而 使不可压N-S方程的求解个数减到最少。求解方法采用本文提出的二阶精度的九节点紧致差分格式,因此无须对靠近边 界的网格点作特殊处理。为了加快迭代收敛速度,采用多重网格加速技术。数值实验结果验证了方法的精确性和可靠性。

二维不可压Navier-Stokes方程的特征混合有限元算法

针对二维非定常不可压Navier Stokes方程的特点 ,对流函数方程及漩涡度方程采用混合有限元方法离散 ,避免了处理漩涡度边界的困难 ,同时 ,对漩涡度方程的对流项 ,使用了沿特征线离散技术 。

不可压扰动方程高精度对称紧致差分数值解法及应用

从粘性不可压扰动方程一阶改型形式出发，对其实现了高精度对称紧致差分离散，就导出的扰动线性特征值问题给出了一个高效双重迭代局部解法，以相同精度将特征值和特征函数同时得到。通过不可压平面 Ｐｏｉｓｅｕｉｌｌｅ 流时间稳定性算例详细对比显示了算法良好的谱分辨能力和较弱的网格依赖性，并结合复矩阵广义特征值隐式单位移 Ｑ Ｚ算法获取了一个新的扰动特征值谱计算结果。

二维非定常不可压涡量-速度Navier-Stokes方程组的高精度紧致差分格式

提出了数值求解二维非定常不可压涡量-速度变量Navier-Stokes方程组的一种高精度全隐式紧致差分格式,其空间为四阶精度,时间为二阶精度,并且是无条件稳定的。为了验证本文方法的精确性和可靠性,进行了数值实验,数值实验结果与精确解或文献中的结果吻合得很好。

非牛顿粘性不可压流方程的近似惯性流形(英文)

本文利用对非牛顿粘性不可压缩流方程对时间 t的解析性和长时间渐近性估计 ,具体构造了它的近似惯性流形 ,并得出收敛阶估计 .

三维不可压N-S方程的多重网格求解

应用全近似存储 (FullApproximationStorage,FAS)多重网格法和人工压缩性方法求解了三维不可压Navi er Stokes方程 .在解粗网格差分方程时 ,对Neumann边界条件采用增量形式进行更新 ,离散方程用对角化形式的近似隐式因子分解格式求解 ,其中空间无粘项分别用MUSCL格式和对称TVD格式进行离散 .对 90°弯曲的方截面管道流动和 4∶1椭球体层流绕流的数值模拟表明 ,多重网格的计算时间比单重网格节省一半以上 ,且无限制函数的MUSCL格式比TVD格式对流动结构有更好的分辨能力 .

共轭梯度方法在求解不可压N-S方程中的应用

采用非结构网格上的SIMPLE(Semi-implicit Method for Pressure-linked Equations)算法、k-ε湍流模型求解了三维不可压Navier-stokes方程,对低速不可压粘性流场进行数值模拟,在求解压强方程时采用共轭梯度方法,求解其它变量方程时,采用预处理的BICG(biconjugate gradients)算法。对NACA0012翼型绕流流场和飞艇绕流流场进行数值模拟并对结果进行分析,取得较好的结果。

求解非定常不可压N-S方程的预处理方法

应用预处理技术 ,对不可压非定常N -S方程使用双时间推进法求解 .当沿物理时间层推进时 ,连续性方程和动量方程沿伪时间方向使用隐式线Gauss Seidel迭代法求解 ,对流项采用三阶迎风差分法离散 .通过对不同Reynolds数、不同深宽比下非定常驱动腔内流动的模拟 ,数值研究了预处理法计算非定常不可压粘性流动的收敛特性 ,分析了沿伪时间层的迭代收敛速度对流场Reynolds数的依赖特征 .

Euler-Poisson方程组到不可压Euler型方程的收敛性(英文)

研究了在环Τ3上带松弛项的无压力的Euler-Poisson系统的拟中性极限问题.对于好的初值,运用梯度的div-curl分解技术和能量估计方法,严格证明了可压的Euler-Poisson方程组到不可压Euler型方程的收敛性;并建立了关于德拜长度λ的一个先验估计.

不可压磁流体方程在柱坐标下的表示及其基本能量估计

在考虑方程解的适定性时,解有有限能量总是一个最基本要求。因此,对方程做基本能量估计是非常有必要的,也是考虑解的适定性的前提。本文给出了磁流体力学方程在柱对称条件下的解的基本能量估计,这为后续的解的存在唯一性,正则性等,提供了一个保障。首先运用微积分的知识,将直角坐标系下的梯度算子和拉普拉斯算子换算成柱坐标系下的情形,进而求得柱坐标系下的磁流体力学方程表达式,而后求该方程在无旋情形(所有变量关于角变量是固定的)的基本能量估计。

不可压Navier-Stokes方程的扩散松弛近似(英文)

通过扩散松弛机制,研究了二维环T2上不可压Navier-Stokes方程一个双曲奇异摄动问题.运用可对称化双曲系统的能量方法,严格证明了Navier-Stokes方程的扩散松弛极限.

不可压渗流方程解的适定性

考虑由渗流问题提出的不可压方程解的存在性,利用半群e-t(-Δ)α算子的性质,通过压缩映像原理,得到当初值充分小时,不可压渗流方程的解在空间PMn+1-2α(Rn)中的整体适定性。

二维无界区域中不可压非牛顿流体力学方程组的整体吸引子(英文)

研究一类二维无界区域中的等热双极不可压粘性非牛顿流体力学方程组,通过证明相应的解半群的紧性,得到整体吸引子的存在性.

不可压Navier-Stokes方程基于误差估算的网格自适应解法

首先导出了广义S tokes方程Petrov-G a lerk in有限元数值解的当地事后误差估算公式;以非连续二阶鼓包(bum p)函数空间为速度、压强误差的近似空间,该估算基于求解当地单元上的广义S tokes问题。然后,证明了误差估算值与精确误差之间的等价性。最后,将误差估算方法应用于N av ier-S tokes环境,以进行不可压粘流计算中的网格自适应处理。数值实验中成功地捕获了多强度物理现象,验证了本文所发展的方法。

带有部分耗散和磁扩散的二维不可压MHD方程组解的正则性条件

研究了带有部分耗散和磁扩散的二维不可压磁流体力学方程组解的正则性问题,给出带有混合部分耗散和磁扩散(速度场和磁场只有同一个方向上的二阶偏导数)的二维不可压Magnetohydrodynamics(MHD)方程组的一个整体正则性条件.证明了只要磁场在一个方向的偏导数满足一定条件,那么带有混合部分耗散和磁扩散的二维不可压MHD方程组的唯一局部经典解为整体经典解.

不可压渗流方程解的衰减性

考虑不可压渗流方程,利用半群e-t(-Δ)α算子的性质,研究当初值充分小时,方程的解在空间PMn+1-2α(Rn)中的整体衰减速率.

求解非定常不可压Navier-Stokes方程的一种新方法

三次伪质点 (CIP)方法是有效求解广义双曲型偏微分方程的一种数值方法 ,将这种方法进行推广 ,应用到不可压Navier -Stokes(NS)方程的求解中 ,并以驱动方腔流作为算例 ,验证了此方法的可行性 .CIP方法作为一种显式格式求解不可压NS方程 ,具有计算量小 ,程序易实现等特点 .