流动介质中板状结构辐射声功率研究

由对流波动方程和欧拉方程,本文推导了流动介质中区分传播波和倏逝波的辐射椭圆方程及板状结构辐射声功率计算公式。基于该公式,通过提取辐射椭圆内的传播波波数对应的表面法向振速波数域频谱,可实现流动介质中板状结构辐射声功率的计算。基于辐射椭圆方程,明确了介质流动对板状结构辐射声功率产生影响的机理。最后,以简支板为对象,通过数值仿真对比了不同流速下的辐射声功率,结果表明了考虑介质流动影响的必要性及其对声功率的影响规律。

流动介质对黄铁矿-黄铜矿原电池反应的影响

黄铁矿和黄铜矿在溶液中发生原电池反应时,黄铁矿静电位高充当阴极,得到保护;黄铜矿静电位低充当阳极,加剧氧化。采用三电极体系对黄铁矿和黄铜矿构成的原电池反应的腐蚀电流密度和混合电位进行了研究,结果表明:原电池的腐蚀电流密度随流动介质中氧化性离子(如Cu2+)浓度增加、流速增大而增大,混合电位随流动介质中氧化性离子(如Cu2+)浓度增加、流速增大而变得越来越正。实验结果对矿山环境污染治理有指导意义。结合原电池模型、混合电位理论和Butler-Volm er方程从理论上对实验结果进行了解释。

双分散介质流体在无界区域上的空间性质

首先,利用微分不等式技术给出双向流动介质在牛顿冷却边界条件下关于温度的L4范数和解的先验估计;其次,利用解的先验估计并设置适当的能量函数,证明半无限管道中解随空间变量代数式衰减.

一类流动介质下的测度值分枝过程的平衡态问题

1 流动介质下的测度值分枝过程我们考虑空间Rd上的粒子系统,其中的单个粒子作随机运动,设其运动过程为α-对称稳定过程（0<α≤2,α=2即为Brown运动）.由于空间散布着某种变化的介质,其强度为ρ（r,dy）（即表示时刻r,位置y处的强度）,受其作用粒子分裂产生新子体,新子体的个数N按照母函数EsN=s+1/2（l1-S）1+β随机规律（0<β≤1）.如果假设分裂时间很短,粒子质量极小。

一类流动介质下超过程占位时的状态特征

本文考虑流动介质下的粒子系统，在Ｄａｗｓｏｎ假设下引出一类带广义分枝的测度值分枝过程（超过程）．这类超过程描述了更丰富的粒子分枝现象，具有许多独特的性质．在此我们主要研究其积分过程即占位时过程，揭示了它的两个重要特性即密度场的存在性和长时间的收敛性．

锥管中流动工作介质的声传递特性研究

锥管是船舶管路系统中的典型管件,对其声传递特性的研究是管路系统声学设计和分析的组成内容之一。文章考虑锥管截面积沿长度变化对平均流速的影响,推导了锥管的声传递矩阵;以无反射终端为条件,获得管路元件传递损失的理论公式。通过算例说明了流动马赫数和锥角大小对锥管声传递特性的影响。

空气重介流化床介质流动和床层密度分布研究

建立了空气重介质流化床的多相流体力学模型 ,基于选矿实验室的二维床 ( 60 cm× 1 .2cm)求解了介质速度和密度的分布 .结果表明 :模拟结果和实验结果符合性很好 .磁性介质在流化床内部呈现出中心上升边壁下降的流动趋势 .固体颗粒的运动速度很小 ,在床内的大部分区域其速度在 - 40～ 40 mm/ s之间 .在气体的表观速度为 0 .1 5 7m/ s时 ,床层密度值为 1 .96± 0 .0 3。

腔型/旋转结构空间的气相介质流动分析

以典型的腔型/旋转结构为对象,采用CFX软件对腔内气相介质流动状态进行了分析,探讨了转动件转速、腔型/旋转结构轴向和径向尺寸以及腔壁润滑油膜速度等因素对腔型/旋转结构中气相介质流动状态的影响规律,并与国外的试验工作进行了比较。分析为腔型/旋转结构中油滴运动行为和油膜构成状态的研究、为腔型/旋转结构中两相介质流动物理性质的揭示提供了基础条件。

二维多介质流动问题的界面处理方法

就二维可压缩多介质流动问题的数值模拟 ,给出了一种新的界面处理方法。通过在界面处构造 Riemann问题 ,利用 Riemann问题的解分别定义界面两边流体的边界条件 ,由于 Riemann问题的解准确地描述了界面处流体的流动状态 ,因此得到了更加准确的界面边界条件。本文将由 Riemann问题的解得到的界面速度外推到整个流场 ,重新定义速度场 ,避免了由于速度的大梯度变化而导致的 Level-Set等值线相互交错 ,因而得到了更加精确的界面位置。利用该方法对水下激波与柱型气泡相互作用问题进行数值模拟 ,结果表明该方法能准确地捕捉各种物理现象。

高密度比多介质可压缩流动的PPM方法

介绍一种基于流体体积分数模型的界面捕捉方法 ,数值模拟高密度比及含强激波的多介质可压缩流动 .将PPM方法应用到多介质体积分数形式的Euler方程组 ,用双波近似求解一般刚性气体状态方程Riemann问题 ,可方便处理界面强剪切的滑移线问题 ,并给出了水下激波和气泡相互作用以及多相Richtmyer

一维多介质可压缩流动数值方法

应用高精度界面追踪方法计算一般状态方程的多介质可压缩流动问题;应用LevelSet技术捕捉界面位置,在界面附近采用守恒数值离散,用双波近似求解一般状态方程Riemann问题,并采用统一高阶PPM格式进行内点和交界面点的计算.一维算例表明,该方法对于光滑区域以及多介质交界面具有二阶精度,能准确地模拟交界面的位置,交界面计算无数值振荡和数值耗散,并能处理一般状态方程的多介质可压缩流动问题.

多介质大变形流动的MOF-MMALE数值模拟研究

多介质大变形流动数值模拟的关键和难点是在精确追踪物质界面的同时又能够处理好流体的大变形运动.将MOF(moment-of-fluid)界面重构算法与多介质任意Lagrange-Euler方法(MMALE)相耦合,形成MOF-MMALE方法,并应用于多介质大变形流动问题的数值模拟研究.MOF-MMALE方法在传统的ALE方法基础上,允许计算网格边界跨过物质界面,允许存在混合网格,即一个网格内可以存在两种或两种以上物质;在混合网格内,利用MOF界面重构算法来确定物质界面的位置和方向.数值算例表明,MOF-MMALE方法是模拟多介质大变形流动的有效手段,并且具有较好的数值精度和界面分辨率.

采用无网格方法计算含大变形介质界面的可压缩多介质流动

采用动态无网格节点追踪自由边界的变形,建立了一套求解可压缩多介质流场的最小二乘无网格方法.将界面定义为具有双重含义的动态无网格节点集合.使用虚拟流体方法处理介质边界节点,构造界面两侧的虚拟节点,根据介质的种类将流场划分为若干个单介质区域.为抑制界面处流动参数的非物理震荡,采用局部界面Riemann问题解更新界面节点和虚拟节点的流动参数值.使用局部点云重构技术处理界面附近的动态点云.引入AUFS格式求解ALE形式Euler方程的对流通量.一维激波管和二维复杂大变形的多介质问题计算结果证明文中提出的动态无网格法是可行的,能够准确地追踪界面的复杂变形,并对界面附近的变形点云进行合理的重构.

自适应网格上多介质流动问题的数值模拟

自适应网格加密技术在流体力学的数值模拟中起了重要作用,对于单介质流的数值模拟非常有效,而对于可压缩多介质流动问题,流体量变状态方程不同,密度也会出现大梯度变化。文中给出了一种新的求解可压缩多介质流的自适应网格加密方法,通过对强激波打击气泡的数值模拟,验证了方法的可行性。

多重介质流动传热的数值模拟

给出了轴对称空间多重流场与固体介质传热的数学模型和计算方法 .计算方法中 ,对流项用迎风差分格式 ,扩散项用交替方向差分方法 ,二者用分步杂交方法处理 .最后对实例进行了计算 .

用改进的耦合型Level Set方法计算一维双介质可压缩流动

用带有虚拟流体 (GhostFluid)修正的LevelSet方法计算了一维可压缩双介质流动 ,把描述流动的Euler方程和描述流体界面运动的LevelSet方程耦合起来 ,得到一个整体的守恒律系统 ,应用高分辨率差分格式求解 ;为了解决流体界面附近的数值跳动问题 ,在界面附近引入了虚拟流体方法的Isobaric修正 。

欧拉坐标系下具有锐利相界面的可压缩多介质流动数值方法研究

可压缩多介质流动问题的数值模拟在国防和工业领域内均具有重要的研究价值,诸如武器设计、爆炸安全防护等,通常具有大变形、高度非线性等特点,是一项极具挑战性的研究课题.本文提出了一种基于Euler坐标系的非结构网格、具有锐利相界面的二维和三维守恒型多介质流动数值方法,可用于模拟可压缩流体和弹塑性固体在极端物理条件下的大变形动力学行为.利用分片线性的水平集函数重构出单纯形网格内分段线性的相界面,并在混合网格内构建出具有多种介质的相界面几何结构,理论上可以处理全局任意种介质、局部3种介质的多介质流动问题.利用传统的有限体积格式来计算单元边界上同种介质间的数值通量,并通过在相界面法向上求解局部一维多介质Riemann问题的精确解来计算不同介质间的数值通量,保证了相界面上的通量守恒.提出了一种非结构网格上的单元聚合算法,消除了由于网格被相界面分割成较小碎片、违反CFL条件,进而可能带来数值不稳定的问题.针对一维多介质Riemann问题、激波与气泡相互作用问题、浅埋爆炸问题、空中强爆炸冲击波和典型坑道内冲击波传播问题开展了数值模拟研究,将计算结果与相关的理论、实验结果进行比对,验证了数值方法的正确性和可靠性.

多孔介质中流动参数的三维显示

本文利用当今三维图形工作站提供的最新视觉化技术，动态显示多孔介质中流动的原理和方法，主要探讨三个问题：（１）改进参数场图像化的质量。力求以逼真的，生活化的三维图形显示参数场的分布；（２）尽可能加快动态显示速度，力求以更强的动感显示出流动过程中参数场的变化规律；（３）尽可能丰富图形编辑功能，提高人机联作交互性。

介质流动态中的淹没式射流研究

简述了介质流动态下的淹没式射流研究。实验以介质流动流场的理论为基础,研究射流流束在介质流动流场中的流速加载状况。以这种加载性能的不同层级为依据,笔者将得出介质流动对于射流加载影响的效果结论,为今后的流动态介质中的淹没式射流研究提出新型的理论依据。

可压缩多介质流动问题的高精度数值模拟方法

在可压缩流动问题的数值模拟领域,激波的高分辨率计算已取得重要进展。但是包含物质界面的可压缩多介质流动的数值模拟还存在诸多数值挑战,主要表现为界面处数值耗散过大和非物理振荡等问题。界面处流体性质的不连续性是造成可压缩多介质流动问题物理建模与数值方法困难的主要原因。为了建立一套高效的可压缩多介质流动问题的高精度数值模拟方案,本文从数值框架的选择、非守恒方程相容离散、高精度有界格式构造、界面压缩、界面-单介质分区计算方法等多个维度出发,综述近几年我们在可压缩多介质流动问题高精度数值模拟方法方面的研究进展。通过上述多个维度的工作,我们建立了一套适用于可压缩多介质流动问题的低耗散、基本无数值振荡的高精度欧拉数值方法,并成功应用于可压缩多介质大变形流动和界面不稳定性诱导湍流混合等问题的数值模拟。相关数值方法研究成果已集成至武器物理等领域工程数值模拟软件中,为相关工程任务提供了重要技术支撑。