边界压缩技术在轴对称涡流场中的应用

根据有限元系数矩阵的结构特点，提出了边界压缩技术．应用边界压缩技术，可使有限元求解区域变得很小，从而使系数矩阵的阶数减小，方程的求解时间急剧下降．它特别适用于求解涡流探伤中的逆问题，因为在那里需反复计算场的分布．

瓦楞纸板的边界压缩强度和抗弯强度

瓦楞纸板的边界压缩强度和抗弯强度劳嘉葆西北轻工业学院咸阳７１２０８１关键词：边界压缩强度，挺度，纸板瓦楞纸板箱的用户对瓦楞纸板的边界压缩强度日益重视，有两个主要原因：１．边界压缩强度是作为贮存在仓库平板架上纸箱的迭层性质的一个质量指标。一般，边界压缩...

考虑压缩空气边界的爆炸箔起爆器飞片运动模型

为了研究爆炸箔起爆器中的飞片运动规律,对爆炸桥箔蒸气驱动飞片的过程机理进行了研究。在假设爆炸箔电爆炸后形成的蒸气均匀膨胀以及飞片进行一维刚体运动的基础上,考虑桥箔蒸气内部的压力梯度,引入了压缩空气边界条件,进行飞片运动速度的计算,得到特定发火电路中以桥箔长度、桥箔厚度、飞片厚度以及发火电压为自变量的飞片运动速度模型。根据实测飞片速度的PDV(光子多普勒测速仪)测试结果,引入能量利用率对飞片运动速度曲线进行修正,并且拟合得到了能量利用率关于上述4种自变量的经验公式。结果表明:电爆炸推动飞片运动过程中,能量利用率与桥箔厚度和飞片厚度正相关,而与桥箔长度和发火电压负相关;初期,桥箔蒸气内部具有明显的压力梯度,最大压力可达10 GPa数量级;压缩空气段长度随着时间由0逐渐增大;在桥箔长度与加速膛厚度之比为0.41.2、桥箔厚度与加速膛厚度之比为0.0020.010、飞片厚度与加速膛厚度之比为0.0250.160的范围内,减小桥箔长度、桥箔厚度以及飞片厚度对提高加速膛出口飞片速度、降低爆炸箔起爆器的发火能量具有积极的作用。

可压缩边界层与混合层失稳结构的研究进展及其工程应用

本文回顾了可压缩边界层与混合层中失稳结构及其应用的研究进展.这些工作包括人们对高超声速平板边界层失稳特性、高超声速圆锥边界层转捩攻角效应的产生机制和可压缩混合层失稳特性的研究认识,以及这些相关认识的3个应用方向.这些相关工作丰富了人们对高速流动转捩和湍流拟序结构的认识.

基于盐岩压缩-扩容边界理论的盐岩储气库密闭性分析研究

根据我国深部盐岩层中天然气储备的可行性研究,针对盐岩储气库密闭性分析开展试验研究和理论分析。首先对盐岩的压缩-扩容边界理论进行分析,根据应城纯盐岩的三轴压缩试验结果,建议采用双曲线函数拟合盐岩的压缩-扩容边界(CDB),对比不同研究者的试验结果表明,所提议的双曲线型较通常采用的抛物线型具有更好的适用性。在分析盐岩的CDB在主应力空间表达式的基础上,给出盐岩扩容接近度(DAI)的定义和表达式,提出采用基于盐岩的压缩-扩容边界理论来分析盐岩储气库的密闭性,并给出相应的算例。

二维不可压缩平板边界层的紧致有限差分法

针对二维不可压缩平板边界层N-S扰动方程,采用高精度紧致有限差分格式,应用空间模式,直接数值模拟了二维不稳定T-S波传播的过程。该算法的时间离散采用三阶精度混合显隐分裂格式,空间离散采用高精度紧致有限差分逼近。法向采用非等距网格方法,出口边界条件采用嵌边函数法。实例验证,该方法计算结果与流动稳定性分析的结果一致。

二维平板可压缩边界层的二次稳定性分析

本文在二维可压缩边界层中应用Ｆｌｏｑｕｅｔ分析，建立了控制次谐波稳定性的方程组，研究在二维可压缩边界层转捩过程中二维有限振幅的Ｔ＿Ｓ波对三维线性小扰动的作用，并计算了来流马赫数对次谐波的产生和发展情况的影响。

Fourier伪谱方法在不可压缩平板边界层研究中的应用

以三维不可压缩平板边界层为研究对象,扰动形式N-S方程为控制方程,从空间模式的角度,直接数值模拟了三维不稳定T-S波传播的过程.时间离散采用三阶精度混合显隐分裂格式,空间离散则结合Fourier伪谱方法及高精度紧致有限差分逼近,法向采用非等间距网格坐标变换,出口边界条件采用嵌边函数法,程序采用MPI(Message passing interface)并行方法编写.实例验证,该方法计算结果与流动稳定性分析的结果一致.

纽结补中的不可压缩边界不可压缩曲面

利用扭转交叉数给出了几乎交错纽结补中不可压缩边界不可压缩曲面下的欧拉示性数估值，进而讨论了Ｃａｂｌｉｎｇ猜想。

三维驻点可压缩边界层计算

本文对三维物体的驻点可压缩边界层问题进行计算研究。通过引入自动满足连续方程的两分量矢量函数和适当的坐标变换后所得到的边界层方程组虽然有了很大的简化,但是它的求解仍是一个八阶非线性边值问题。文中采用高效率的分步计算方法于边界层计算中,使得系数块矩阵从8×8阶降为三组2×2阶,这样大大简化了方程和减少了计算机时。本文还研究了一些重要参数,例如主速度梯度比,Prandtl数以及与壁面热交换有关的参数等对驻点边界层流场的影响。各种算例的结果显示,计算值与有关文献的完全一致。

可压缩平板边界层的二次亚谐不稳定性

用二次稳定性理论研究可压缩平板边界层中三维扰动的产生及其非线性演化过程,揭示可压缩边界层转捩的内在机制.结果表明,可压缩边界层在较宽的波数带内存在亚谐不稳定性,其特性与不可压缩边界层相似;二次亚谐波在很宽频率和雷诺数范围内不稳定,其增长率和幅值放大因子都远大于初始波,二次亚谐共振是可压缩边界层转捩的内在机制.

可压缩边界层稳定性问题特征值的分布

为了充分了解可压缩边界层中稳定的特征模态的信息,用Arnoldi方法研究了3种情况特征值的分布,即:亚音速边界层、超音速边界层第1模态和超音速边界层第2模态;比较上述3种情况以及不可压的情况。结果表明:亚音速的结果与不可压的结果类似,有2个离散模态分支A和C,以及1个连续模态分支B,但更多的模态出现在了稳定的离散模态分支C上;超音速边界层比亚音速边界层多出2个离散模态分支D和E,通过观察特征函数发现这2个分支中的模态代表边界层中的1个法向局部波包;而第2模态的结果与第1模态相比,C分支变短而D和E分支变得更长。

可压缩剪切层与边界层流动相互作用的稳定性研究

为了探究可压缩剪切层与边界层组合流动稳定性规律,采用线性稳定性理论对这种组合流动的线性稳定性问题进行研究。平均流动模型取双曲正切函数描述的可压缩剪切层与可压缩相似边界层速度剖面的直接叠加。采用整体数值方法 (Global)求解组合流动线性稳定性方程,获得全部不稳定模态。结果表明,在这样的组合流动中,存在两个不稳定模态,一个与剪切层相关的不稳定模态,另一个是与边界层相关的不稳定模态。在此基础上,研究了剪切层与壁面之间的距离、扰动频率、雷诺数、马赫数、速度梯度、温度梯度对这种组合流动稳定性的影响。马赫数增大对不稳定模态起抑制作用,剪切层对边界层的不稳定模态的促进、抑制作用与马赫数、扰动频率有关,边界层对剪切层不稳定模态基本上起抑制作用。

高压圆盘气体轴承可压缩边界层形态分析

高压圆盘气体轴承中气流速度高、雷诺数大,气膜内边界层的发展形态对主流和轴承承载力的影响不可忽视。在数值计算方法可行性验证的基础上,采用γ-Reθ转捩模型对具有双对称收缩段结构的高压圆盘气体轴承气膜内的流场进行数值求解,分析气膜间隙、供气压力及轴承半径对气膜边界层的影响。结果表明,减小气膜间隙、降低供气压力、增大轴承半径,均可促进气膜边界层的发展;边界层完全发展后,主流被边界层淹没,边界层内的黏性力作用于气流,气流速度下降,使气膜内的压力维持在较高水平,从而提高了气体轴承的承载能力。根据数值计算结果确定了高压圆盘气体轴承实验模型的工作参数。

高超声速钝楔边界层转捩大涡模拟

以五阶迎风和八阶对称格式混合差分格式求解三维可压缩滤波Navier-Stokes方程,对来流Mach数为6.0、半锥角5°的高超声速空间发展钝楔边界层转捩至完全湍流进行了大涡模拟。时间推进采用紧致存储三阶Runge-Kutta方法,亚格子尺度模型为Driest因子修正的Smagorinsky涡黏性模型。通过定常流场入口边界附近吹/吸引入不稳定扰动斜波的方法数值模拟得到了层流失稳转捩直至完全湍流的空间发展全过程。对扰动的线性、非线性增长以及湍流斑的形成和发展进行了分析,给出了转捩及完全湍流下的速度相关量统计并与实验、DNS结果进行了对比分析,计算结果与理论及实验吻合。

BL模式在超声速湍流边界层中应用的检验

湍流模型是目前解决工程中湍流问题不可缺少的工具。然而它终究是建立在简化与假设的基础上的,其准确性必须经过实际的检验。对超声速边界层,由于缺乏系统的实验数据,检验工作很难做。本文以BL模型为例,通过可压缩湍流边界层的三个典型算例,与直接数值模拟(DNS)的结果作对比。分析了其成功及不足之处,以及影响其精度的若干因素,并检验了用BL模型预测转捩位置的有效性。

PSE在边界层中预测转捩位置的应用

层流到湍流的转捩是自然界和各项工程实践中广泛存在的现象,层流和湍流的性质大不相同.因此,预测转捩位置是流体力学中的重要理论和实际问题.针对不可压缩边界层,入口加入展向等幅值型和展向波包型两类扰动,展向等幅值型扰动是由一个二维波(2-D)和两个三维波(3-D)组成,使用抛物化稳定性方程(PSE)的方法来研究扰动的演化和预测转捩位置,并且与数值模拟的结果相比较.结果表明,PSE可以研究扰动的演化和预测转捩位置,同时其计算比数值模拟快得多.

基于三轴压缩试验的盐岩损伤与体应变关系理论研究

基于三轴压缩试验,分析三轴压缩过程中盐岩的应变变化特点,定义压缩扩容边界点为最大体应变点。根据岩石内部裂隙发展演化情况,分析与其相应的盐岩内部特征量,得出孔隙率的改变是导致盐岩应变变化的内部原因。根据这一分析成果,定义不同应力状态下的孔隙率为损伤变量,得出不同损伤状态下盐岩孔隙率的变化情况,得到盐岩损伤与体应变关系式。该关系式定量表达了盐岩损伤与体应变之间的关系,为进一步研究盐岩在不同损伤状态下的气体渗透规律提供了理论基础。

平板边界层扰动演化特征的研究

基于空间模式计算不可压缩边界层,基本流选用平板层流Blasius解,采用高精度的紧致有限差分格式数值模拟三维边界层扰动方程。并应用具体的算例,研究了入口不同扰动幅值对转捩位置的影响,以及不同小幅值下扰动的演化特征。

相似理论和高超音速边界层的密度分布

众所周知,在边界层中,物理量沿着流动方向(x方向)的变化远较垂直于流动方向(y方向)的变化为小。同时y方向的速度又远较x方向的速度为小。本文在处理过程中,在涡量脉动方程式里,略去了物理量在x方向的变化,并且略去沿y方向的速度。在随着流体一起运动的坐标系中,我们对脉动速度和脉动密度引进了相似性假定。由脉动量相似的必要条件,我们求得可压缩流体边界层中密度变化规律为。这样的处理方法,虽然极为粗糙,但是在和实验数据相比较时,还不太坏。在相当大的范围内符合得还可以,这说明在这个范围内,相似性假设还是可以应用的。