浸入运动边界-格子Boltzmann方法4种固含率计算方法对比研究

为了达到流固耦合,格子Boltzmann方法(LBM)可采用浸入运动边界法(IMB)实现移动颗粒边界上的无滑移条件.该耦合方式(IMB-LBM)中固含率计算方法对流固耦合计算精度和效率有影响.对常用的固含率4种计算方法,即蒙特卡洛法(MCM)、单元分解法(UDM)、近似多边形法(APM)和闭合边界法(CBM),分别阐述其具体算法,对比了它们的计算精度和计算效率;最后通过圆盘颗粒非连续变形分析方法(DDDA)与IMB-LBM耦合模型下的一个多颗粒沉降流固耦合算例,对比分析了它们在流固耦合计算过程中的耗时.结果表明:1)CBM无误差,MCM和UDM在随机点数取1000,子单元数取100时误差稳定在1%以下,APM在颗粒直径大于格子长度10倍时,误差小于0.44%;2)MCM和UDM的计算精度及耗时分别与随机点数和子单元数相关,它们的计算耗时大于APM和CBM;3)计算效率上,APM>CBM>UDM>MCM,其中CBM计算耗时略微大于APM,APM和UDM计算耗时分别比MCM少2个和1个数量级.该结果可为IMB-LBM耦合模型中固含率计算方法优选提供借鉴.

雷达产品中常见钣金件展开作图和尺寸计算方法

钣金件加工制作的第一步是计算展开尺寸和作出展开图形。文章针对雷达产品中的常见钣金件,结合实例论述展开尺寸的计算和展开图形作图法。掌握基本构件展开图计算和画法,可以提高钣金件工艺设计效率,节省材料,降低成本。

基于格子Boltzmann方法的钉扎螺旋波反馈控制

螺旋波是心室跳动过速和纤维性颤动的根源,钉扎螺旋波相对于自由螺旋波来说更难消除.本文采用格子Boltzmann方法求解,以FitzHugh-Nagumo模型为对象,研究了使用反馈控制法消除钉扎螺旋波.数值结果表明,无论钉扎螺旋波钉在圆形障碍物还是矩形障碍物上,反馈控制法对其都具有很好的控制作用.此外,通过数值模拟系统研究了可激性系数、反馈控制信号幅度、记录反馈信号时间和障碍物的大小对钉扎螺旋波的控制情况.研究表明,钉扎螺旋波消除有三种情况.首先,反馈控制信号幅度和可激性系数与钉扎螺旋波消除所需的时间有关,反馈控制信号幅度越大或可激性系数越小,钉扎螺旋波消除越快.其次,障碍物大小和可激性系数影响着能成功消除钉扎螺旋波下记录反馈信号时间与加入反馈控制时间之间对应的时间间隔.最后,在保持加入反馈控制时间不变的情况下,记录反馈信号时间影响着能成功消除钉扎螺旋波所需的最小反馈控制信号幅度.

离散Boltzmann方程的求解:基于有限体积法

近十年来,离散Boltzmann方法在复杂非平衡流体系统领域的应用取得了显著的进展,这种方法已逐步成为描述和预测流体系统行为的重要手段.该方法的控制方程是一套简单统一的离散Boltzmann方程,其离散格式的选取对于数值模拟的计算精度和稳定性有着直接影响.为了提高数值模拟的可靠性,本文引入有限体积法用于求解离散Boltzmann方程.有限体积法是一种常用的数值计算方法,具有守恒性强、精度高等特点,可用于有效处理高速可压缩流体的数值计算问题.本文采用MUSCL格式进行重构,并引入了通量限制器以提高数值计算的稳定性.最后,对基于有限体积的离散Boltzmann方法进行了验证,数值算例包括冲击波、Lax激波管以及声波.结果表明,该方法能够准确刻画冲击波、稀疏波、声波,以及物质界面的演化,同时确保系统的质量、动量和能量守恒,还可以准确测量流体系统的流体力学和热力学非平衡效应.

高中地理解题中作图法的应用

高中地理知识抽象性较强,学习难度较大,对学生思维发散能力、抽象思维能力等提出了较高的要求。地图是地理学的第二语言,现在的高考地理命题已经进入了“无地图不命题”的时代。地图能够将地理事物和地理现象的空间分布直观地表现出来。除了地图,地理学科中的地理数据统计图也是同学们需要学习的内容。在地理学习中,我们可以运用作图法来降低解题难度,提高解题效率。作图法是指运用辅助图形展示复杂抽象的地理概念等,降低解题难度的方法。

Origin作图法研究灵敏电流计的特性

灵敏电流计允许通过的电流很小,实验中采用二级分压的方法,使其两端的电压很小。测量时采用变偏法,保持总电压U和分压电阻R_(2)不变,改变外电路电阻R,测得对应的偏转格数d。处理数据时,用Origin软件拟合R~1/d曲线,即可得出直线的斜率和截距,从而求出电流常数k和灵敏电流计的内阻R_(g)。相对于手工作图,Origin拟合数据更为快速,值得推广到大学物理实验课程的其他实验中去。

口诀法巧画单轴晶体的双折射光线

基于惠更斯原理作出单轴晶体双折射光线一直是教学中的难点,在教学中,初学的学生往往不能准确完整地画出单轴晶体双折射光线的示意图,原因是该知识点对于初学者来说具有概念多、模型抽象、辅助线多的特点,要正确掌握其画法具有一定难度。文章根据学生在学习中的困难和容易出现的错误,将惠更斯原理波面作图法进行程序化并总结成口诀,按照口诀能够简单方便地画出单轴晶体双折射光线。该方法能够帮助初学者正确画出单轴晶体双折射示意图,帮助准确理解抽象概念、掌握双折射光线的画法,值得初学者和教师在学习和教学中参考。

基于格子Boltzmann方法的活塞环润滑和油膜流动研究

使用不可压缩格子玻尔兹曼方法(lattice Boltzmann method,LBM)对活塞环进行润滑和流动计算,采用基于非平衡外推和空间插值的方法来重构活塞环几何形状和界面速度边界,通过Reynolds方程验证了LBM的可行性。在此基础上,建立了3种不同的活塞环桶面轮廓,研究了不同活塞环桶面轮廓对润滑和流动的影响,获得了润滑区域的速度分布和流线图。结果表明,在相同条件下,随着桶面偏移量的增加,峰值压力和承载力增加;在几何收敛区域内,润滑油沿流动方向流速快的流体占比逐渐增加;在活塞环入口位置捕捉到了涡流和反向速度分量的存在,随着桶面偏移的增大,涡流区有扩大的趋势。应用LBM计算活塞环润滑是可行的。

颗粒振动影响动量传递过程的格子Boltzmann方法模拟

流化床内部颗粒振动对传递过程有着重要影响。格子Boltzmann方法耦合改进的浸入运动边界法模拟了不同振幅比A/D和频率比k=fe/f0下的单颗粒振动情况,并研究了不同排布和间距的双颗粒振动对传递过程中升阻力系数以及涡脱落频率的影响。结果表明,颗粒Reynolds数Re=100,单颗粒横向振动时,振幅增大导致锁定区间变大,颗粒锁定区间内的曳力系数大于锁定区间外,有利于传递。单颗粒流向振动,A/D=1.50时,随振动频率增大,流体流动模式为:2S模式→2P模式→2P+2S模式→混沌。相同振幅下k<1.25时,颗粒横向振动的曳力系数大于流向振动的曳力系数;k>1.25时则与之相反。因此,当k<1.25时,横向振动更有利于传递;k>1.25时,流向振动更有利于传递。串联双颗粒相互抑制涡的形成使曳力系数减小,不利于传递;相反,并联双颗粒促进传递作用,且在间距H=3D时效果最佳。以上数值结果为强化传递过程提供了一种思路。

基于Boltzmann光谱法的焊接电弧温度场测量计算

电弧等离子体是非均匀等离子体,其内部进行着复杂的能量和质量输运过程,等离子体的温度测量具有重要意义。Boltzmann作图法测量温度较谱线绝对强度法、标准温度法等测温方法更为方便。基于Boltzmann作图法原理,对TIG电弧进行实时的空间扫描,分析了谱线的选取原则,测量计算出TIG焊电弧等离子体的温度场分布。

基于格子Boltzmann法岩体裂隙粗糙特征对渗流的影响

裂隙在岩体中的形貌结构复杂,岩体裂隙的粗糙特征对裂隙的渗透性存在较大影响。目前传统的数值模拟软件主要是以等效连续介质为基础的宏观评价,无法模拟裂隙微小结构内的介观渗流特征;虽然存在考虑裂隙粗糙特征的粗糙裂隙渗透评估模型,但是将粗糙裂隙的剖面高度标准偏差值作为粗糙特征的定量表征缺乏物理意义并且存在局限性。首先运用W-M(Weierstrass-Mandelbrot)函数构建具有不同分形维数的二维粗糙单裂隙数字模型。其次基于格子Boltzmann法理论通过编程实现介观尺度的渗流模拟,并结合以裂隙剖面高度标准偏差值作为粗糙特征定量表征的立方定律公式进行分析。结果表明:以裂隙剖面高度标准偏差值作为粗糙特征定量表征的立方定律公式存在不足;以分形维数作为粗糙特征定量表征的局部修正立方定律公式相对可行。研究对于地下水污染防治以及地下水资源评估有着重要的工程实际意义。

作图法在高中化学解题中的应用

作图法具有很强的实用性,可以使难以理解的化学知识变得具体、可视、直观,强化学生对题目中数量关系的理解,助力学生解题能力的提升.文章据此就高中化学课堂如何应用作图法进行了探索,旨在帮助学生掌握解题技巧,提升解题能力.

推算作图法在方格作图中的应用

小学阶段的方格作图是指在已有的方格图中,按照长度、面积或平移旋转等要求作出图形。本文源于一次课堂上的教学意外,思考并提炼出推算作图法,可以在原有常规思维方法的基础上,用探索、逆向思维的实践方式,挖掘方格图中隐藏的点和线,解决了一些常规作图无法实现的特殊作图问题,拓展了作图方法。

稀薄气体动理论中介观尺度数值模拟的加速方法

针对滑移流、早期过渡流区域采用离散速度法(discrete velocity method,DVM)求解Boltzmann方程收敛速度极慢、计算资源消耗大的难题,提出全流场耦合介观/宏观方程加速方法。在介观层面基于有限差分的DVM求解Boltzmann方程,在宏观层面基于有限体积的压力耦合方程组半隐式方法求解矩方程,充分利用纳维-斯托克斯-傅里叶/R26矩方程在低克努森数下的快速收敛特性,对介观方程进行加速。基于高阶Hermite多项式重构分布函数,完成宏观方程与介观方程之间的数据传输。仿真结果表明:全流场耦合介观/宏观方程的加速方法在滑移流、早期过渡流区域具有显著加速性能,最大降低了95.28%的计算时长;但对中、大克努森数流域,加速性能大幅度下降。

谈谈五点作图法

五点作图法是作正弦型、余弦型函数简图的重要方法,本文通过f(x)=A sin(ωx+φ)为什么可以用五点法作图,为什么用整体换元方法处理问题,并用运算的角度解释图象变换,说明五点法所蕴涵的思想价值.

作图法助力物理模型建构,巧解理想气体变质量问题

理想气体变质量问题是高中物理热学部分的一个难点,也是近年来各省市高考物理考查的热点.学生对这一问题的理解存在困难的主要原因有两个:一是理想气体状态方程只适用于一定质量的气体,导致学生在理解变质量气体问题上存在较大困惑;二是变质量问题情境本身的抽象性导致学生不能正确选择研究对象,进而无法正确应用理想气体状态方程.应用作图法助力物理模型建构,可以很好地帮助学生理解理想气体变质量问题.

一类三角函数中参数ω取值(范围)的解法研究

1. 问题提出在三角函数y=Asin(ωx+φ)(ω>0)中,我们经常碰到已知函数图象或者某些条件去研究参数ω的取值(范围)的问题,解决这类问题大体可以从两个角度考虑:一是利用“五点作图法”,二是利用周期,将原问题转化为周期问题.

四种不同QTL作图方法的比较研究

应用区间作图法(IM)、复合区间作图法(CIM)、基于混合线性模型的复合区间作图法(MCIM)和多重区间作图法(MIM)对水稻杂交组合(培矮64s×日本晴)F2群体株高性状进行了QTL作图分析。结果表明,(1)在同一显著水平下(α=0.0023),4种方法共发现10个QTLs,其中IM法7个,CIM法10个,MCIM法3个,MIM法1个。CIM法的发现能力最强。(2)CIM法发现了IM法发现的全部QTLs,和左端标记的距离也基本一致。(3)4种方法检测到了同一QTL,且共同检测到QTL的贡献率最大。(4)4种方法估计的QTL的平均加性效应ā和显性效应-d无显著性差异,同一QTL在显性效应的方向上表现一致。(5)建议使用多种作图方法共同作图,并优先标定共同发现的QTL。

2种作图法对大豆蛋白含量性状QTL定位的比较研究

【目的】比较复合区间作图法(CIM)和完备区间作图法(ICIM)对大豆高蛋白含量性状QTL的定位效果,总结2种方法进行QTL作图的优缺点,为QTL作图方法的选择及分子标记辅助选择培育高蛋白含量大豆品种研究提供参考。【方法】以高油大豆品种吉农18和高蛋白大豆品种吉育47杂交后获得的F2分离群体为材料,结合2年的分子数据和表型数据,采用CIM和ICIM法对大豆蛋白含量性状进行QTL定位。【结果】利用CIM和ICIM-ADD,在连锁群12(B2+C1)和17(M)上共检测到了5个高蛋白QTL,其中ICIM-ADD检测到的QTL略多于CIM;由CIM在F2∶3家系和ICIM-ADD在F2代、F2∶3家系的检测结果可以看出,2种作图法在satt285～satt636标记区间内均检测到显著LOD,且QTL距第一个标记(satt285)的遗传距离≤5.0cM,可认为此3个QTL为同一QTL,其贡献率分别为10.87%,17.09%和17.34%,说明该QTL的稳定性较好,可在进一步的高蛋白分子辅助育种中加以利用。【结论】2种作图法各有其优缺点,在实际应用中应根据分析对象综合运用、合理选择作图方法,以最大限度地提高QTL作图的精度和效率。对研究中所定位的SSR标记,特别是稳定标记可以在今后的大豆高蛋白分子标记辅助选择育种中加以利用。

用作图法判定航空相机TDI CCD积分方向

由于Time Delay and Integration CCD(TDI CCD)是一种类似面阵结构的线阵输出CCD,其光电荷转移具有一定的方向性,所以TDI CCD图像传感器的积分方向与CCD成像运动方向必须保持一定的关系才能成像。本文以推扫成像相机和摆扫成像相机为例,介绍了一种基于高斯成像原理的作图法,用以确定TDI CCD积分方向与传感器成像运动方向的关系,分析和论证表明,TDI CCD的积分方向必须与地物在像面上的像移方向一致。实践证明这种方法可以清楚、简便、快速地确定TDI CCD的积分方向,从而确定TDI CCD的安装方向,适宜在实际的工程设计中采用。