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基于有限体积法碱金属高温热管冷态启动流动换热数值研究
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作者 赵昊城 张泽秦 +3 位作者 王成龙 秋穗正 田文喜 苏光辉 《原子能科学技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期50-59,共10页
为建立碱金属高温热管启动瞬态和运行稳态工作特性预测方法,本研究采用有限体积法(FVM)建立管壁导热模型、吸液芯流动传热模型和蒸气区模型。基于C语言开发并验证了碱金属高温热管的冷态启动瞬态分析程序,最大相对偏差为9.8%。仿真模拟... 为建立碱金属高温热管启动瞬态和运行稳态工作特性预测方法,本研究采用有限体积法(FVM)建立管壁导热模型、吸液芯流动传热模型和蒸气区模型。基于C语言开发并验证了碱金属高温热管的冷态启动瞬态分析程序,最大相对偏差为9.8%。仿真模拟了单根水平钠热管启动瞬态并开展敏感性分析,结果显示:对于本研究中使用的热管,在固定输入功率为1 000 W的环境条件下,启动开始后700 s热管蒸气区完全进入连续流态,到达稳态总用时为3 000 s,启动过程中工质熔化阶段吸液芯内部压力相对值逐渐增大,熔化完成后压力相对值略有降低;稳态运行下热管等温性良好,外壁面轴向温差稳定在22.5 K,吸液芯内部压降约为47 Pa;环境温度升高会延长热管到达稳态所需时间,并对稳态蒸气压力和流速分布产生一定影响;绝热段长度增加同样延长了热管启动到达稳态时间,同时对吸液芯内流体压力和速度分布存在一定影响。 展开更多
关键词 温热管 数值模拟 冷态启动 有限体积
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基于非结构网格有限体积法的二维高精度物质输运模拟 被引量:12
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作者 王志力 陆永军 耿艳芬 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期531-536,共6页
在二维任意多边形无结构网格有限体积水流模型的基础上,通过无插值的通量重构和引入限制因子建立物质输运的高精度无数值震荡数学模型,并从理论上分析了模型的单调和稳定条件。通过旋转流中圆形分布的对流输运算例对模型进行检验,结果... 在二维任意多边形无结构网格有限体积水流模型的基础上,通过无插值的通量重构和引入限制因子建立物质输运的高精度无数值震荡数学模型,并从理论上分析了模型的单调和稳定条件。通过旋转流中圆形分布的对流输运算例对模型进行检验,结果表明模型具有守恒、高精度无数值震荡等优点。最后将模型应用到瓯江河口的盐度输运模拟,计算的潮位、流速和盐度过程与原型吻合良好。 展开更多
关键词 非结构网格 有限体积 精度格式 物质输运
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功能梯度材料热弹性分析的高阶格点型有限体积法 被引量:1
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作者 龚京风 郑文利 +1 位作者 宣领宽 徐宗著 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2023年第1期33-39,共7页
为提高功能梯度材料(FGMs)热弹性分析的准确性,本文发展了一种二维高阶格点型有限体积法(CV-FVM)。该方法采用八节点四边形单元(Q8)和六节点三角形单元(T6)离散控制方程,并利用交错网格技术,将材料属性定义于单元中心,将待求解的未知变... 为提高功能梯度材料(FGMs)热弹性分析的准确性,本文发展了一种二维高阶格点型有限体积法(CV-FVM)。该方法采用八节点四边形单元(Q8)和六节点三角形单元(T6)离散控制方程,并利用交错网格技术,将材料属性定义于单元中心,将待求解的未知变量定义于单元节点。应用该方法求解FGMs的热传导、应力和热应力问题,结果与文献中的解析值吻合良好,验证了其正确性。在计算存在大温度梯度的FGMs热传导问题时,高阶CV-FVM能够有效避免数值振荡;在进行复杂FGMs热弹性分析时,高阶CV-FVM能够有效避免数值不连续问题;同时,在相同的网格数下,采用Q8单元的高阶CV-FVM比低阶CV-FVM和采用T6单元的高阶CV-FVM计算精度要高。 展开更多
关键词 格点型有限体积 单元 功能梯度材料 热弹性分析 交错网格技术 数值振荡
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求解可压缩流的高精度非结构网格WENO有限体积法 被引量:7
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作者 雷国东 李万爱 任玉新 《计算物理》 CSCD 北大核心 2011年第5期633-640,共8页
提出一种基于最小二乘重构和WENO限制器的非结构网格高精度有限体积方法.用中心网格的某些邻居网格建立重构多项式,给出一定的原则搜索和存储足够多的邻居网格以建立重构多项式,采用最小二乘法求解重构多项式的系数.用一种通用的方法控... 提出一种基于最小二乘重构和WENO限制器的非结构网格高精度有限体积方法.用中心网格的某些邻居网格建立重构多项式,给出一定的原则搜索和存储足够多的邻居网格以建立重构多项式,采用最小二乘法求解重构多项式的系数.用一种通用的方法控制重构邻居个数,以减少存储和计算,采用WENO限制器和旋转Riemann求解器以达到统一的高精度并且抑制守恒律方程求解中的非物理振荡.为检验上述算法,以基于节点的梯度重构,Bath and Jesperson限制器的二阶算法为基准,给出三阶和四阶格式与二阶格式以及高阶格式若干经典算例计算结果的对比和分析. 展开更多
关键词 最小二乘重构 精度 非结构网格 WENO有限体积 旋转Riemann求解器
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高精度有限体积法与间断有限元法的比较 被引量:3
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作者 范进之 李桦 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期33-38,共6页
通过数值算例,比较了高精度有限体积法和间断有限元法在求解不同问题时的表现。研究发现:在精度相同的条件下,间断有限元法的计算误差要明显小于有限体积法;间断有限元法的重构过程与高精度有限体积法相比较为简单,但高阶情形下解多项... 通过数值算例,比较了高精度有限体积法和间断有限元法在求解不同问题时的表现。研究发现:在精度相同的条件下,间断有限元法的计算误差要明显小于有限体积法;间断有限元法的重构过程与高精度有限体积法相比较为简单,但高阶情形下解多项式的自由度较多并且需要计算体积分,因此整个求解时间较长。降低时间积分时解多项式的自由度数目是实现高精度算法在实际问题中应用的重要手段。 展开更多
关键词 精度格式 有限体积 间断有限
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热传导问题有限元线法平面高精度曲线曲边单元研究 被引量:3
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作者 张俊哲 徐冰 高建岭 《北方工业大学学报》 2016年第3期85-88,29,共5页
本文首次将3次B样条插值基函数引入到平面温度场的单元映射中,建立了有限元线法平面高精度曲线曲边单元;以平面高精度曲线曲边单元的单元映射及泛函变分为理论基础,运用FORTRAN语言进行相关程序TFEMOL3.0的开发;将程序计算得到的数值解... 本文首次将3次B样条插值基函数引入到平面温度场的单元映射中,建立了有限元线法平面高精度曲线曲边单元;以平面高精度曲线曲边单元的单元映射及泛函变分为理论基础,运用FORTRAN语言进行相关程序TFEMOL3.0的开发;将程序计算得到的数值解与解析解进行对比.结果表明:有限元线法平面高精度曲线曲边单元适用性良好,在解决不规则平面热传导问题上,单元划分较简单,具有较高的计算精度. 展开更多
关键词 热传导问题 有限元线 平面精度曲线曲边单元 三次样条
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定常线性薛定谔方程的一种高精度数值解法
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作者 张红梅 尹江华 《湖南工业大学学报》 2023年第6期69-73,102,共6页
针对定常线性薛定谔方程构建了一种高效、快速的数值解法——两网格有限体积元算法。将求解区域剖分成了粗、细两种网格,先在粗网格上求原问题的有限体积元解,再在细网格上求一个解耦问题的解。算例验证了该方法极大地提高了求解效率,... 针对定常线性薛定谔方程构建了一种高效、快速的数值解法——两网格有限体积元算法。将求解区域剖分成了粗、细两种网格,先在粗网格上求原问题的有限体积元解,再在细网格上求一个解耦问题的解。算例验证了该方法极大地提高了求解效率,理论上也证明了该解与原问题的有限体积元解有相同的收敛阶。 展开更多
关键词 薛定谔方程 有限体积元算 精度 数值解
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双曲型守恒律的高阶、高分辨有限体积法 被引量:23
8
作者 李荫藩 宋松和 周铁 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期245-263,共19页
有限体积法是一种离散积分形式守恒律的数值方法.它可以吸收有限元法和有限差分法的一些重要思想与技巧.由于它可方便地利用多种类型的网格(结构网格和非结构网格),从而非常适用于处理复杂计算区域,目前已成为一种在计算流体力学... 有限体积法是一种离散积分形式守恒律的数值方法.它可以吸收有限元法和有限差分法的一些重要思想与技巧.由于它可方便地利用多种类型的网格(结构网格和非结构网格),从而非常适用于处理复杂计算区域,目前已成为一种在计算流体力学中十分重要的方法.本文将针对二维双曲守衡律,对高精度、高分辨的有限体积法及其近年来的进展做一简要介绍. 展开更多
关键词 双曲守恒律 有限体积 结构网络 无结构网格 精度 分辨格式 计算流体力学
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有限单元法在高拱坝坝肩动力稳定分析中的应用 被引量:14
9
作者 苏超 李俊宏 任青文 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期144-147,共4页
利用有限元法及三维实体任意截面数据处理技术,建立了高拱坝坝肩稳定安全系数计算分析方法,并编制了相应的计算和处理程序.通过对某高拱坝动力稳定性的分析计算,给出了拱坝坝肩在3个典型高程分别沿两滑移面交线方向、侧滑面及底滑面滑... 利用有限元法及三维实体任意截面数据处理技术,建立了高拱坝坝肩稳定安全系数计算分析方法,并编制了相应的计算和处理程序.通过对某高拱坝动力稳定性的分析计算,给出了拱坝坝肩在3个典型高程分别沿两滑移面交线方向、侧滑面及底滑面滑动的最小安全系数. 展开更多
关键词 有限单元 拱坝 坝肩 动力稳定分析
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基于有限单元法的高拱坝动力优化设计方法及其应用 被引量:5
10
作者 苏超 余天堂 姜弘道 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期1-5,共5页
利用分布式网络并行平台 ,建立了并行环境下有约束条件的非线性优化问题的复合形算法 ,解决了基于有限单元法的高拱坝动力优化设计问题 ,并对小湾拱坝进行了以主拉应力最小为目标函数的优化设计 .
关键词 拱坝 有限单元 优化设计 地震 网络 荷载
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高精度有限体积格式在三维曲线坐标系下的应用 被引量:2
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作者 徐丹 王东方 +1 位作者 陈亚铭 邓小刚 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期56-60,共5页
为了构造在光滑区具有较高分辨率并且可以无振荡捕捉激波的高精度有限体积格式,同时降低格式在模板选择上遇到的困难,基于逐维重构方法,发展了结构网格下的高精度有限体积格式,并将这一格式推广到三维曲线坐标系下,从而可以适应相对复... 为了构造在光滑区具有较高分辨率并且可以无振荡捕捉激波的高精度有限体积格式,同时降低格式在模板选择上遇到的困难,基于逐维重构方法,发展了结构网格下的高精度有限体积格式,并将这一格式推广到三维曲线坐标系下,从而可以适应相对复杂外形下的计算。为充分验证格式的有效性,选取一系列典型算例进行计算:在等熵涡输运和二维喷管流动中验证了格式的精度可以达到设计精度;在双马赫反射问题中格式也表现出良好的捕捉激波的能力。数值计算表明,上述格式在曲线网格上具有较高的数值精度和鲁棒的激波捕捉能力,适用于流体力学方程的计算。 展开更多
关键词 有限体积 精度格式 曲线坐标系 逐维重构方
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输水管道水锤与流固耦合5阶有限体积法模型 被引量:1
12
作者 曹云 周领 +1 位作者 方浩宇 车同川 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1637-1648,共12页
针对输水管道水锤与流固耦合瞬变流现象,采用有限体积5阶精度WENO/MWENO求解格式进行建模和模拟研究.在水锤和流固耦合基本控制方程中引入动态摩阻,并在流固耦合模型中考虑管道径向形变的影响,采用5阶WENO/MWENO格式求解.提出三虚拟边... 针对输水管道水锤与流固耦合瞬变流现象,采用有限体积5阶精度WENO/MWENO求解格式进行建模和模拟研究.在水锤和流固耦合基本控制方程中引入动态摩阻,并在流固耦合模型中考虑管道径向形变的影响,采用5阶WENO/MWENO格式求解.提出三虚拟边界单元法进行边界条件计算,既保证边界单元体精度达到5阶精度,同时又简化计算过程;采用具有3阶时空精度的龙格-库塔法进行时间积分,保证时步迭代过程中的计算精度.将本文所建模型计算结果与已有模型解析解进行对比,分析5阶有限体积法模型的计算精度和效率.结果表明:文章模型具有较高的适用性,其能更好地模拟输水管道水锤与流固耦合的瞬时压力波动,有效避免模拟结果出现虚假数值振荡;与2阶模型相比,5阶模型具有更高的计算精度和效率. 展开更多
关键词 水锤 流固耦合 有限体积 5阶精度格式 瞬变流
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有限体积法中面积分离散格式的精度分析 被引量:1
13
作者 马亮 李亭鹤 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期530-534,共5页
讨论了应用顶点中心格式对欧拉方程进行有限体积离散时的精度 ,详细推导了顶点中心格式在平滑网格和扭曲网格上的截断误差 ,同时与中心格式和顶点格式进行了比较 .格式精度分析采用泰勒级数展开的方法 .分析结果表明 :顶点中心格式和顶... 讨论了应用顶点中心格式对欧拉方程进行有限体积离散时的精度 ,详细推导了顶点中心格式在平滑网格和扭曲网格上的截断误差 ,同时与中心格式和顶点格式进行了比较 .格式精度分析采用泰勒级数展开的方法 .分析结果表明 :顶点中心格式和顶点格式类似 ,总能达到至少是一阶的精度 ,并且可以通过加密网格的办法减少误差 ,而且顶点中心格式更适合于分区计算 .通过圆弧亚音速绕流和NACA0 0 1 2翼型绕流流场的数值计算 。 展开更多
关键词 精度分析 泰勒级数 有限体积 面积分离散格式
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计算机精度和网格大小对大地电磁有限单元法正演的影响 被引量:6
14
作者 欧东新 《桂林工学院学报》 北大核心 2007年第3期329-332,共4页
以一维大地电磁有限单元模拟为例分析了计算机精度、网格剖分大小对高、低频计算结果的影响.发现在单精度条件下,如果要保证高频段计算精度,需采用较小网格,但此时低频段计算误差较大;采用较大的网格能使低频段精度提高,但降低了高频段... 以一维大地电磁有限单元模拟为例分析了计算机精度、网格剖分大小对高、低频计算结果的影响.发现在单精度条件下,如果要保证高频段计算精度,需采用较小网格,但此时低频段计算误差较大;采用较大的网格能使低频段精度提高,但降低了高频段计算精度.从电磁场的传播特性,以及大地电磁有限单元法正演模拟的计算过程分析了低频段误差的原因:由于低频段电磁波衰减很慢,变分方程中含有差分项,所以网格过小会引起低频段误差. 展开更多
关键词 有限单元 大地电磁 正演 计算精度 网格
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有限单元法之梁柱单元的屈曲分析精度 被引量:5
15
作者 江晓峰 《结构工程师》 2010年第5期20-25,共6页
梁柱单元是有限单元法的重要单元形式,在结构工程分析与设计中应用广泛。其弹性计算的精度虽已被广泛认可,但在非线性分析情况下的精度却未引起结构工程师的充分重视。屈曲分析作为检验基准,通过理论推导,研究了Euler-Bernoulli梁柱单... 梁柱单元是有限单元法的重要单元形式,在结构工程分析与设计中应用广泛。其弹性计算的精度虽已被广泛认可,但在非线性分析情况下的精度却未引起结构工程师的充分重视。屈曲分析作为检验基准,通过理论推导,研究了Euler-Bernoulli梁柱单元在不同端部约束和不同单元划分时的计算精度,指出梁柱单元在某些端部约束较强而单元又无细分的情况下计算精度很低,并建议在进行结构整体屈曲分析时梁柱构件应至少保证两段等分的单元划分。 展开更多
关键词 有限单元 梁柱单元 屈曲分析 分析精度 FEM Elements EULER-BERNOULLI梁 结构工程师 计算精度 端部约束 单元划分 分析与设计 非线性分析 梁柱构件 结构整体 弹性计算 单元形式 不同单元 推导 理论
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利用Ringleb流动对有限体积法精度的研究
16
作者 陈海昕 李凤蔚 +1 位作者 鄂秦 李杰 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期653-658,共6页
利用有精确解的Ringleb 流动构造了用于检验流场计算精度的工具,并用这种工具对中心有限体积法的精度进行了研究。深入讨论了网格、边界处理、人工粘性等对计算精度的影响。结果定量地证明了改善边界处理的精度、网格的正交性... 利用有精确解的Ringleb 流动构造了用于检验流场计算精度的工具,并用这种工具对中心有限体积法的精度进行了研究。深入讨论了网格、边界处理、人工粘性等对计算精度的影响。结果定量地证明了改善边界处理的精度、网格的正交性,包括边界正交性和场内正交性,都可以提高流场计算的精度。为了减少人工粘性对无粘流计算的干扰,应该尽量降低人工粘性系数。 展开更多
关键词 精度 检验 有限体积 Ringleb流动
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基于有限元-统计能量法的结构隔声性能预测模型研究
17
作者 肖英龙 童宗鹏 +3 位作者 朱晓健 张杰森 程宝柱 夏兆旺 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第18期15-21,共7页
隔声结构广泛应用于船舶舱室壁板等区域,实现对结构隔声性能高效、准确地预测对于隔声结构理论设计与工程应用具有重要意义。采用理论公式、COMSOL有限元分析法和VA One统计能量分析法建立钢板隔声性能计算模型。基于试验值,探究不同方... 隔声结构广泛应用于船舶舱室壁板等区域,实现对结构隔声性能高效、准确地预测对于隔声结构理论设计与工程应用具有重要意义。采用理论公式、COMSOL有限元分析法和VA One统计能量分析法建立钢板隔声性能计算模型。基于试验值,探究不同方法的频率适用范围,实现分频段高精度计算板结构的隔声性能。研究结果表明,在125~4000 Hz频率范围内,分段结合使用3种方法进行计算,对比试验值平均隔声量误差小于1 dB。厚度不变,薄板尺寸等比例扩大,各个中心频段范围内模态数增多,统计能量法高精度计算薄板隔声量的起始频率向低频移动。 展开更多
关键词 隔声 有限 统计能量 精度
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高分辨有限体积法模拟二维声波传播
18
作者 宓铁良 杨慧珠 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2011年第2期557-564,共8页
论文使用高分辨有限体积法模拟二维声波在多层介质中的传播现象.该方法需要求解双曲型偏微分方程的黎曼解,数值解在强速度变化的分界面上满足数值通量守恒,可以有效地计算数值解的不连续性.根据数值实验给出的波场快照和接收点上的波形... 论文使用高分辨有限体积法模拟二维声波在多层介质中的传播现象.该方法需要求解双曲型偏微分方程的黎曼解,数值解在强速度变化的分界面上满足数值通量守恒,可以有效地计算数值解的不连续性.根据数值实验给出的波场快照和接收点上的波形变化,可以清晰地观察到声波在介质分界面上的多次反射波,说明该方法不但可以得到高分辨率的波场快照,而且有效地避免了数值频散. 展开更多
关键词 分辨算 变系数双曲方程 有限体积 声波方程
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椭圆型方程有限体积法四边形单元的矩阵不对称性证明
19
作者 江顺亮 屈翔珍 《南昌工程学院学报》 CAS 2006年第1期5-9,共5页
针对椭圆型方程有限体积法四边形单元,从推导过程和实例计算两方面证明了它的单元矩阵的不对称性,同时指出单纯形单元的矩阵是对称的.另外,通过实例说明这种不对称性是比较弱的,也指出了有限体积法的矩阵与有限元法的矩阵的异同.
关键词 椭圆型方程 有限体积 单元炬阵 不对称性
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基于声学的高精度非接触式体积测量方法 被引量:1
20
作者 张馨龙 田光宇 黄勇 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 2016年第7期38-44,58,共8页
提出一种基于声学原理的方法以实现精确的非接触物体体积测量。基于分布参数模型,该方法被进一步优化并据此设计出一套声学体积测量仪。借助有限元软件Virtual.Lab构建声学体积计声场的有限元模型。为了得到最优几何参数,改变不同的尺寸... 提出一种基于声学原理的方法以实现精确的非接触物体体积测量。基于分布参数模型,该方法被进一步优化并据此设计出一套声学体积测量仪。借助有限元软件Virtual.Lab构建声学体积计声场的有限元模型。为了得到最优几何参数,改变不同的尺寸,计算相应的测量误差。参数涉及旁通孔的半径、高度、位置,垫片高度、放置方向以及驱动信号等因素。根据仿真得到的最佳形状参数设计出声学体积测量仪进行实验验证。实验测量5 kg,2 kg,100 g的砝码体积,最大误差不超过标称体积的0.6%,而且测量结果稳定,多次测量的标准差不超过0.1 cm3。该方法快速高效,能无损测量,造价低廉,不但适合大规模工业应用,而且能满足实验室使用的精度要求。 展开更多
关键词 声学 精度 体积测量 非接触式测量
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