球凸板对磁场中导电流体自由表面流动的传热强化

在许多工业应用和能源工程的磁流体流动传热中,外部磁场抑制导电流体的湍流脉动,降低了其对流传热系数。基于涡流发生的球凸板是一种高效的强化换热手段,其主要特点是传热强度大、流动阻力小、综合传热性能高,本文数值研究了利用球凸板强化磁场中导电流体自由表面流动换热的性能。计算采用磁场作用下的修正湍流模型和诱导磁场方程,并利用标量输运方程的求解器对它们进行求解。结果表明,在中等Hartmann数(30～70)下,球凸板的换热增强因子达到1.3～2.3,而阻力损失仅为光滑平板的1.34～1.45倍。在获得较高强化传热效果的同时,球凸板的阻力损失增加相对较小,因而获得了较高的综合传热性能。

流体自由表面模拟的一种改进算法

基于光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法的流体自由表面的模拟需要在流体自由表面附近生成空气粒子来保证模拟精度,传统方法生成的空气粒子分布不够均匀平滑,影响模拟效果,而且计算量较大。文章对传统的连续表面力(continuum surface force,CSF)模型流体自由表面模拟添加空气粒子的方法进行改进,首先在流体自由表面的法向上动态生成双层空气粒子,然后对生成的空气粒子施加切向力,使得空气粒子均匀分布,从而提高流体自由表面的模拟精度。考虑到一般模拟的时间步长很短,空气粒子的位置在单位时间步长下变化很小,可以近似认为短时间内上一时间步的空气粒子还是下一时间步的空气粒子,因此文中提出自适应间隔时间步长重新生成空气粒子的的方法,减少了计算量,提高了模拟效率。

自由表面磁流体射流不稳定性分析(II)

用微分解析方法分析了自由表面磁流体射流在两个非均匀、相互垂直的横向磁场中的稳定性行为。获得了在给定射流初始速度分布和磁场分布条件下射流的速度空间分布表达式;分析了射流扭转及向外溅射的位置。

应用SPH方法实现海面孤立波运动的模拟

首先介绍孤立波的Kd V方程,继而讨论了孤立波SPH方法的数值求解过程,选择SPH光滑核函数作为正则化高斯核函数。分析了数值求解过程的时间积分方法,给出了具体计算公式,最后给出相应程序中的具体参数下孤立波运动模拟效果。

三维修正SPH方法实现的海水运动效果模拟

围绕SPH的标准控制方程,对SPH的标准核函数使用了所谓的线性再生核近似方法进行修正,这种方式所取得的梯度效果令人满意。修正的SPH方法模型用来模拟流体自由表面运动。仿真效果展现了水平面上波的形成和传播过程。最后在Open GL环境下实现了的逼真模拟效果。