一类带有非线性阻尼项的磁流体动力学方程组的解的整体存在性

本文研究在多孔介质意义下的一类带有非线性阻尼项a|u|^(α-1)u(a> 0)的不可压的磁流体动力学方程组的解的整体存在性问题,通过古典的能量方法和Sobolev紧性嵌入方法获得了解的整体存在性,利用Gagliardo-Nirenberg插值不等式和其它的一些重要不等式得到了解的正则性结果,建立了弱解和强解的整体存在性,这些结果在很大程度改善了之前相关文献的结果,揭示了磁流体运动的物理现象,为磁流体动力学的发展提供了必要的理论基础.

基于不可压缩光滑粒子流体动力学的旋转强制动边界问题研究

利用不可压缩光滑粒子流体动力学(Incompressible smoothed particle hydrodynamics,ISPH)方法,针对螺杆挤出数值模拟中提出的旋转强制动边界问题,采用FORTRAN语言编程,进行模拟计算。采用'静态粒子法'构建二维旋转强制动边界模型,同时构建基于相对运动假设的静边界模型。采用'参考压力法'解决了'张力不稳定性'。通过将旋转动边界模型的计算结果与静边界模型,以及商业软件FLUENT的计算结果进行比较研究,结果表明:该动边界处理方法简单有效,适当选取分辨率可以同时满足计算精度与运算速度的要求,选择具有高阶可导的核函数更佳。为三维复杂模型模拟奠定了基础。同时,该方法对于不同领域中的动边界问题的研究也具有一定参考价值。

滚动活塞压缩机供油系统计算流体动力学分析

采用计算流体动力学(CFD)软件对滚动活塞压缩机供油系统进行了数值模拟,建立了供油系统的物理模型,提出了处理边界条件和计算活塞端面泄漏的方法,并将供油系统的动态过程转化为静态过程.通过实验测量了主轴承的供油量,以验证模型的合理性;通过计算分析了压缩机运行工况、壳体内油池油面高度、压缩机供油系统主要设计参数对供油特性的影响.结果表明:活塞端面泄漏量主要取决于压缩机运行工况;油池油面高度对供油系统供油量影响显著;在压缩机运行工况及油池油面高度一定的情况下,主轴承螺旋油槽的截面形状和倾斜角决定着主轴承的供油量.

基于不可压缩光滑粒子流体动力学的单螺杆挤出三维流动数值模拟

基于不可压缩光滑粒子流体动力学(Incompressible smoothed particle hydrodynamics,ISPH)算法,利用FORTRAN语言编程,开发一套模拟三维非牛顿流程序。通过模拟平板Poiseuille流验证ISPH算法计算非牛顿流的正确性。指出在模拟非牛顿流时,采用镜像粒子边界法处理壁边界较采用静态粒子边界法更适合。并利用该程序计算单螺杆挤出三维流场。提出两种入口出口边界设置方法:周期边界法及压力边界法。分析计算结果发现:选取周期边界较压力边界更合理;选取适当粒子分布密度可以同时满足计算效率与计算精度要求;螺槽横截面上形成环流;切应力分布梯度主要集中在左上角和右上角;沿螺槽方向的流动很平稳,然而,随着反向压力梯度的增加,流动受到反向压力梯度的阻碍更加明显。为进一步采用ISPH方法模拟几何形状更加复杂的三维螺杆挤出打下基础。

粘性量子流体动力学模型定态解的渐进极限

研究了在一维空间的半导体量子流体动力学模型，其定态问题可化为四阶方程或二阶方程来解决解的存在性及渐进极限。利用椭圆型方程的估计，得到定态问题的解的范数估计，从而可进行了粘性消失的极限和Dispersion极限。

基于动力学分析的厂房压缩空气管道系统

压缩空气是工程技术中的重要动力源,被广泛应用于工业安装、新能源厂房等工业领域。本文以往复压缩机为基础的厂房压缩空气管道系统为研究对象,结合有限元分析方法和动力学分析理论对管网中的长直管、弯头和阀门等主要管件进行了管内气流脉动研究,为压缩管空气管道系统的设计与制造提供理论依据。

粘性量子流体动力学模型的一个极限

粘性量子流体动力学模型来源于物理学,具有一定的实际意义和理论价值,是半导体研究中的重要组成部分。粘性量子流体动力学模型是由电子密度,电流密度所满足的两个守恒方程和Poisson方程所组成的。一维稳定状态的粘性量子流体动力学模型是本文的研究对象。此模型在有物理意义的狄利克雷边界条件下的一个极限(Invisc id极限)的存在性是我们的研究目标。

不同生理条件下主动脉双叶机械心脏瓣膜血流动力学分析

采用计算流体动力学方法对不同生理条件下主动脉位置双叶机械心脏瓣膜下游的速度分布、涡演化、粘性剪切应力、雷诺剪切应力进行研究。收缩期峰值时,运动状态下血液射流较其他两种生理状态下更为强烈,最大血液流速为2.1 m/s。对于涡演化的分析表明3种生理状态下剪切层是比较明显的流动特征,在收缩期峰值时,血液与主动脉窦作用较为强烈。对于粘性剪切应力,当瓣叶完全打开时,瓣叶在瓣膜区阻碍了血液流过瓣膜,血流与瓣叶之间的相互作用导致了较高的剪切应力,3种生理状态下,观察到的最大粘性剪应力小于8 N/m^(2)。3种生理状态下观察到最大的雷诺剪切应力为700 N/m^(2)。本研究有助于为临床手术瓣膜选择以及术后康复提供理论依据。

粘性量子流体动力学模型的Zero-space-charge极限

粘性量子流体动力学模型具有一定的实际意义和理论价值,是半导体研究中的重要组成部分。粘性量子流体动力学模型是由电子密度,电流密度所满足的两个守恒方程和Poisson方程所组成的。一维稳定状态的粘性量子流体动力学模型是我们的研究对象,研究目标是此模型在一定条件下的Zero-space-charge极限的存在性。

浅海流体动力学一种含变湍粘性系数的流速分解模型(Ⅱ)——模型在超浅海风暴潮零阶问题中的应用

本文将流速分解模型应用于作为超浅海风暴潮的渤海风潮,并讨论了变湍粘性系数的确定。作为一个初步的,但较为成功的数值试验例子,描述了实际风场作用下的渤海风潮,比较了变湍粘性系数模型与常湍粘性系数模型的计算结果间的差异。

浅海流体动力学一种含变湍粘性系数的流速分解模型——Ⅰ.流速分解模型

对于像我国渤海、黄海和东海等半封闭的边缘海和陆架海及其附属的海湾和河口等浅水域中，浅海动力学的探讨，不仅对水位预报和流场描述等方面具有实际应用价值，而且也有理论价值。以半日或全日为周期的海洋潮汐运动，基本上控制着日常的水位变化和流场形态，其潮位和潮流分别有1米和1米／秒的量阶。

平面磁通量压缩流体动力学的数值模拟

磁压缩发电机(MCGS)是一种应用炸药爆炸压缩导体包围的磁场,从而产生几百兆高斯强磁场并可作为初级能源,产生几百兆焦耳的能量和兆安培的电流。Chernyshev等指出如作为初级能源做某些应用,产生兆安培电流脉冲的上升时间的数量级必须要达到微秒量级,但典型的一端燃烧型(end—burn)的磁压缩发电机电流脉冲的上升时间要几百微秒,所以不能满足要求,1978年Pavlovskii等提出应用轴上(axial initiation)起爆的磁压缩发电机,其上升时间可大为缩短。本文为应用数值模拟方法研究一端燃烧型和轴上起爆型两种磁压缩发电机的物理过程。 计算模型根据磁流体动力学理论,用二维平面模型,并假设初始磁场均匀分布在等离子体内。假设(x=L)的边界是固定的,在另一边界(x=0)上加压力脉冲.对一端燃烧磁压缩发电机,压力脉冲作用在另一边界的底部,该边界以(?)向上运动。对轴上起爆的磁压缩发电机则压力均匀地加在另一边上,应用理想磁流体动力学方程式组 和物态方程 T=(?)p/Rp 式中 D/Dt=(?)/(?)+(?)·▽ ρ,p,T,(?),R和γ相应地为密度,压力,温度,速度,磁感应强度,平均原子量,理想气体常数和比热比,计算时忽略了耗散效应如扩散和热传导等,以及其它外力如重力等。 计算程序基本上根据新发展的SINIL格式,用拉氏网格。

株洲体育场馆的计算流体动力学数值模拟

以株洲体育场馆为研究对象,进行了粘性流场的数值模拟,比较了屋盖升力系数和流场细节,将数值模拟结果和试验结果进行了分析,结果令人满意,特别是基于整个雨篷屋面的体形系数吻合的更好。本文还针对株洲体育中心复杂外形几何特点,构造了特定网格拓扑结构,使用分块结构化网格对该建筑进行数值模拟。模拟结果和试验数据以及涡方法的数值方法结果进行比较,结果表明可以解决具有复杂外形三维建筑物气动力学设计问题,具有较好的计算精度。

电磁驱动高能量密度动力学实验的一维磁流体力学多物理场数值模拟平台:SSS-MHD

超高压、超高密度物质状态生成和性质研究是当代极端物理学的重要前沿领域,电磁驱动的高能量密度物理实验对于该领域的意义尤为重要。这类实验虽然形式上多种多样,但在物理上有内在统一性,即均以力学守恒定律和宏观电磁理论为基本框架。为了建立统一数值模拟平台、依靠负载电流实验数据(或驱动电路真实数据)确定各种极端实验条件下负载构形的力学运动及其与各个物理场的耦合问题,将经受大量实际检验的冲击、爆轰动力学和激光效应计算的一维拉格朗日编码SSS,实质性扩展成为磁流体力学多物理场耦合编码SSS-MHD。对于具有典型意义的平面准等熵斜波压缩、高速平面固体飞片发射、固体套筒电磁内爆和炸药内爆磁通量压缩实验等各类高能量密度动力学实验案例的模拟计算结果表明,编码SSS-MHD计算与美国Z装置、中国CQ和CJ系列装置的实验及美国编码ALEGRA-1D和2D计算数据的相对偏差基本不超过5%。该数值模拟平台为极端材料动力学实验(包括气体、液体、化合物和金属)提供了有力的支撑,还将有助于多维磁流体力学多物理场编码的开发。

具有磁扩散系数的平面可压缩磁流体动力学方程组密度的上界估计

磁流体动力学方程组(MHD)是由Navier-Stokes方程组与Maxwell方程组通过洛伦兹力和欧姆定律耦合而成的偏微分方程组,广泛应用于天体物理、受控热核反应和工业。本文证明了大初值具有磁扩散系数的平面可压缩磁流体动力学方程组初边值问题的密度具有正上界。证明的关键是在大初值的情况下,建立了能量的先验估计,结合方程结构可得到密度的正上界,对求解大初值可压缩磁流体动力学方程初边值问题有重要意义。

可压缩磁流体动力学方程组密度的上界估计

本文证明了具有大初值的一维可压缩磁流体动力学(MHD)方程组的初边值问题的密度具有正上界。在无穷远处存在真空的情况下,利用精确的能量估计和方程结构可以得到方程组的密度具有正上界。

可压缩粘性流体力学变分原理的建立

给出了可压缩粘性流动问题变分泛函的代入构成法，即直接从场的方程出发，应用代入原则，构成相应的变分泛函。应用此法给出了最大功率消耗原理、广义变分原理等，同时认为目前采用的最大功率消耗原理值得商榷。

考虑超车换道影响的流体动力学车流模型研究

利用交通流三要素——速度、密度、流量之间的关系,考虑混合车流及超车换道对车流造成的影响,将其比拟为粘性阻力,基于流体动力学车流模型以及跟驰模型,提出了一种新的动力学模型.通过对某高速路段的车流进行仿真分析,与传统模型相比,研究模型由于考虑了超车换道对车流的阻碍影响,密度、速度的变化幅度增大,而流量有所减小,更加符合实际交通流情况.

舰船螺旋桨流体动力学计算

为研究螺旋桨水动力特性,以某船舶螺旋桨为研究对象,基于极坐标系建立水流时变力学模型,并将经典流动控制方程与水流时变力学模型相耦合对船舶螺旋桨水动力特性进行数值研究,获得螺旋桨不同位置处的水动力特性。计算结果表明:离转轴越远,其叶片表面压力系数越大。这是由于距离转轴位置越远,叶片速度越大,其表面水流动力粘度也越大,从而使得压力系数显著升高。

路段交通流的动力学模型及其仿真

引入超车换道流量,建立了相应的交通流连续性方程。通过对交通流参数的微分分析,建立了路段交通流的运动微分方程。与流体力学对比,根据牛顿第二定律,提出了计算简便的交通压力、粘性阻力系数及粘性阻力,定义来自下游交通波的干扰为交通流的粘性,波速与最大波速之差为沿程粘性阻力系数,沿程粘性阻力与车道长度、流量沿车流方向的变化率、沿程粘性阻力系数成正比,模型能够得出交通流参数之间的关系。仿真实例表明:模型能够反映交通流的基本特性。