基于特征理论的二维无粘Lagrange流体力学有限体积法

提出一个求解二维无粘Lagrange流体力学方程的中心型有限体积方法.采用特征理论求解网格节点处的速度及压力,并利用这些物理量更新节点位置及计算网格界面通量.方法适用于结构网格与非结构网格.典型数值实验的结果表明,格式具有较好的收敛性、对称性、能量守恒性及鲁棒性,且能自然地求解多物质流动问题.

基于Riemann解的二维流体力学Lagrange有限点无网格方法

在高维流体力学计算中,对于多介质大变形等一类问题,采用有网格方法常遇到较大的困难.针对二维问题,研究了一种无网格方法———Lagrange有限点方法:在求解区域上设置适当的离散点集,视其中每一点为流体力学Lagrange点;对于点集的任一点,确定邻点集合,并基于该点同邻点集合的联系,应用Godunov方法将流体力学Lagrange方程进行离散;考虑到算法的稳健性,方法中可设置较多邻点并采用最小二乘法.将该方法应用于典型的数值算例,取得了良好效果.

二维可压缩流体力学Lagrange有限点方法

提出二维可压缩流体力学问题的拉格朗日有限点方法,将求解区域离散为适当的点集.在每个时间步,每个离散点与其周围适当的五个邻点组成一个基本计算单元.在每个计算单元上,利用有限点方法中的典型微分算子的五点近似公式直接离散流体力学方程中的微分算子,并在每个方程中加上一个人为拉普拉斯粘性项,达到稳定格式的目的.给出时间步长的自动选取算法.数值算例结果验证了算法的有效性,初步展示了其计算大变形流体问题的良好发展潜力.

二维三温Lagrange流体力学计算中时间步长的自动控制

为解决多介质可压缩二维三温流体力学计算中时间步长的控制问题，提出了控制时间步长的多种约束条件：

二维三温流体力学数值模拟程序的并行化

基于消息传递 ,通过设计并行算法和组织网格划分 ,实现了二维三温流体力学La grange数值模拟串行程序 (Lared Ⅰ )的并行化。结合物理问题特性和程序的执行特征 ,设计了动态负载平衡方法 ,进一步提高并行计算性能。并给出两个并行计算环境上的数值实验结果。

二维三温辐射流体力学拉氏计算中的子网格压力方法

研究对应于电子压、离子压、光子压的扰动隅角力的计算方法,提出二维三温辐射流体力学拉氏计算中的两种子网格压力方法,即基于状态方程和基于几何的方法.数值试验表明,这两种方法均能很好地抑制二维三温辐射流体力学拉氏计算中出现的网格非物理畸变.

二维三温流体力学计算中时间步长的自动控制

研究了二维三温流体力学计算中时间步长的控制问题,提出了控制时间步长的多种约束条件:既考虑了显式流体力学离散方程的CFL(Courant-Friedrichs-Lewy)条件,又考虑了隐式三温能量方程温度的相对变化,还考虑了Lagrange网格密度(或体积)的相对变化以及三温能量方程的迭代次数等.在计算过程中这些约束条件可以随时自动地改变时间步长,以最经济和合理的时间步长完成计算.最后给出了数值实验结果.

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.

二维锥形填充床的流体力学特性和局部流化现象

针对 15°二维锥形填充床 ,在不同表观气速下 ,用热线风速仪测定了床层表面的气速分布 ,用U形管压差计测定了床层压降 .测量结果表明 ,在较高的表观气速下 ,床层表面的气速分布非常不均匀 ,床层结构出现局部变形 ,Ergun形式的计算方程不能正确预测床层压降 .通过使用数字照相机对床层局部流化过程进行了观测 ,发现由于床层流通面积的变化和收缩形壁面对近壁区气体流动方向的诱导作用 ,造成气速分布的高度不均匀性 ,在较高的表观气速下床层结构出现局部变形 。

二维三温辐射(磁)流体力学拉氏计算中的人工粘性分裂技术

针对使用边粘性和张量粘性进行二维三温辐射(磁)流体力学拉氏计算时激波处离子温度出现非物理尖峰的问题,提出一种人工粘性分裂技术,将人工粘性耗散能量按照电子压和离子压的比分成两部分,并分别加在电子内能和离子内能上.在二维三温辐射磁流体力学程序MARED上实现该技术,并对Z-pinch的内爆动力学过程进行数值模拟.消除了模拟结果中激波处离子温度的尖峰.

二维流体力学变分通用公式

推导得到了二维流体力学变分通用公式 ,该公式适用于任何二维守恒型流体力学方程 ,得到的泛函受约于所谓的参数约束方程 (控制方程中各参数间的相互关系式 ) · 消除参数约束 ,我们可以十分方便地从通用公式导得广义变分原理· 几个实例证明这种方法是有效的、简单的 。

二维欧拉多介质流体力学数值模拟-TVD＋VOF方法

用TVD格式结合VOF界面处理方法编制了二维多介质高分辨欧拉程序，以解决冲击波和多介质界面处理。程序包括单介质网格高精度流体力学计算、多介质网格内界面重构、各种介质输运和压力驰豫平衡过程。其中单介质网格的计算采用Harten二阶TVD格式结合MacCormark方法计算含有源项的非齐次守恒定律方程组，通过4节点限制函数保证格式单调。多介质网格采用Youngs方法构造界面，采用x，y方向分裂格式计算体积份额输运，再根据体积份额输运计算质量、动量和能量的输运，最后利用等熵条件计算各种介质的压力驰豫平衡过程。

移动网格方法求解二维流体力学方程组

移动网格方法是求解发展方程的一种方法，它根据物理解的变化，随时调整网格的疏密。在流体力学问题中，由于激波、接触间断等变化剧烈的区域在全流场中只占很小一部分，使用移动网格方法可以在不减少计算精度的情况下，较大地减少计算量。

二维三温流体力学高性能计算方法研究及程序研制

靶球在辐射驱动下内爆的物理过程是惯性约束聚变（ICF）研究的重要组成部分之一。由于流场的大变形和物理力学过程的复杂性，相关的数值模拟具有相当大的难度。根据研究工作的需求，符尚武等人克服了数值模拟方法上的重重困难，研制成功了二维三温流体动力学程序-LARED-I第一版。该程序是ICF数值模拟中主要的大型程序之一，在应用中取得了多方面的成果。

大型乙苯脱氢轴径向反应器的研究与开发(Ⅰ) 流体力学特性

乙苯脱氢轴径向反应器是一种催化床上部采用催化剂自封结构的新颖径向反应器 ,其催化床中的流体流动是复杂的二维流动 .在催化床的表征体积元上应用连续性方程和Ergen方程描述了其流动 ,应用有限差分法通过数学模拟得出了轴径向反应器流场 ,其结果在30 0 0× 10 0 0 0的冷模装置得到了验证 .以大型乙苯脱氢轴径向反应器为背景 ,讨论了流向和触媒封高对流场的影响 ,得出径向段主要以径向流动为主 ,在催化剂封区以轴向、径向二维流动为主 ;催化剂封高是影响流场的主要因素 ,对于向心流动δ在 0 .7附近是Qa/Q与Qr/Q相同的等比流量点 ,对于离心流动在δ为 1.1处 ,是Qa/Q和Qr/Q相同的等比流量点 .δ小于此值 ,是以轴向流动为主径向流动为次的二维流动区 ;δ大于此值 ,是轴向流动为次径向流动为主的二维流动区 ;与离心流动型相比 。

二维Lagrange网格的积分守恒重映方法

研究了解决二维Lagrange网格大变形的一种有效的网格重分方法———积分守恒重映方法.详细地介绍了算法,并给出了数值实验结果.

Lagrange坐标系下二维气动方程组的RKDG有限元方法

构造Lagrange坐标系下二维可压缩气动方程组的RKDG(Runge-Kutta Discontinuous Galerkin)有限元方法.将流体力学方程组和几何守恒律统一求解,所有计算都在固定的网格上进行,计算过程中不需要网格节点的速度信息.对几个数值算例进行数值模拟,得到较好的数值模拟结果.

流体力学方程的间断有限元方法

在二维区域三角形网格上应用一阶、二阶和三阶精度间断有限元方法,对流体力学方程和方程组进行了数值模拟.计算结果与差分方法计算结果比较,认为间断有限元方法在求解复杂边界条件和区域问题上有一定的优势.

基于二维代理模型的风力机尾流计算和风电场布局优化

针对现有风力机尾流采用计算流体力学方法(CFD)进行数值模拟遇到的网格数量多、计算资源需求大的问题,提出采用二维代理模型的风力机尾流数值模拟方法,并将此代理模型运用于风电场的布局优化中。首先对单台风力机的尾流进行数值模拟研究,并根据现场实测数据对模拟结果进行检验;其次将代理模型运用于多台风力机的风电场模拟中,分析风力机在不同来流风向角下尾流效应情况。最后结合风速风向玫瑰图计算多台等距矩形布置的风电场的年发电量,分析风电场与N(北)方向的夹角与风电场年发电量的关系。仿真表明:现场实测数据和模拟数据相关程度高且误差较小,验证了二维代理模型的可行性和计算结果的准确性。风电场与N(北)方向的夹角在0°~40°范围内时,夹角大于0°时的风电场年发电量均大于夹角等于0°时的年发电量;风电场布局优化时选择合适的风电场与N(北)方向的夹角有利于提高风电场的年发电量,提高经济效益。

一种基于二维局部Lagrange插值的曲面重构算法

在拉格朗日插值理论的基础上,给出了一种基于局部二维拉格朗日插值的曲面重构算法,并讨论了重构曲面的连续性,从理论上保证了重构曲面的光滑性.为了更好地评价此算法的性能,选择可用数学表达式表达的曲面作为重构对象.实验结果表明:此算法在保证重构精度的前提下,减少了重构的时间.