Couette-Taylor-Poiseuille流的数值模拟

对中等半径比同心旋转圆柱间Couette-Taylor-Poiseu ille流进行了数值计算,并与已有的实验数据进行比较以获得流场的更多信息。结果表明,数值计算与实验结果吻合较好,依次再现了层流涡、波动涡、非波动螺旋涡以及波动螺旋涡;轴流可以起到稳定流场的作用,轴流存在时,流场转捩的临界泰勒数Ta值会变大,涡胞变小,涡心不再位于轴间隙的中间,从左向右的轴流比较明显,交替指向内轴和外轴,并缠绕在涡胞的周围;除去平均轴流速度后,速度矢量场显示出不同的涡形,形状与相同Ta时的涡胞基本相同;在不同的泰勒数Ta和雷诺数Re下,涡心的轴向传播速度约为平均轴向流速的1.17倍,相传播速度约为内筒转速的0.42倍。

狭窄动脉血管中Poiseuille流动对管壁切应力的影响

对血管入口流动为Poiseuille流动时,血液流动对血管狭窄部位的管壁切应力及压力等的影响进行研究。利用不可压缩的N＿S方程作为计算的理论基础,采用有限差分方案作为计算手段以得到在此流动过程中的数值解。

基于Poiseuille流动的汽车磁流变减振器分析与测试

用牛顿流体模型和滨汉流体模型 ,对基于Poiseuille流动的汽车磁流变减振器进行了分析 ,设计制作了微型汽车磁流变减振器 ,并对此进行了测试 ,测试结果表明 :所提出的分析方法是可行的 。

混合有限分析法对加热Poiseuille流的数值模拟及分析

加热Poiseuille流是晶体生长控制技术中常见的一种流动,用混合有限分析法对之进行数值模拟,给出了流场的流线、涡量、压力和温度的等值线图;并给出了雷诺数和密度弗汝德数的倒数与产生漩涡的关系曲线.

牛顿流体圆管内非稳态Poiseuille流动特性

Poiseuille流动初始阶段存在速度发展的非稳态过程,会对测试结果造成偏差。为分析非稳态Poiseuille流动过程对测量黏度造成的偏差,以不可压缩牛顿流体为例,进行恒流量边界与非定常流量边界下的非稳态Poiseuille流动过程研究。以无量纲黏度和无量纲时间表征非稳态过程,建立数值模型,计算给出恒平均速度边界、从0线性增加平均速度边界和恒压力边界条件下无量纲黏度数值的变化规律。结果表明:非稳态过程中无量纲黏度数值随时间逐渐减小并最终趋于1,且不同边界条件下流动达到稳定对应的无量纲时间为定值。当边界类型确定时,非稳态过程的无量纲黏度数值可视为仅与无量纲时间有关的函数;对于不同类型边界条件,从0线性增加的平均速度边界、恒压力边界、恒平均速度边界条件对应的非稳态过程逐渐缩短。

非定常修正下平面Poiseuille流动的线性稳定性性质

本文在文[1]的基础上,用多重尺度法进一步研究了在非定常修正剖面作用下平面Poiseuille流动的线性稳定性性质,发现文[1]所给出的修正剖面在扰动发展的初期,在一定条件下会促进扰动的发展,从而增大流动失稳的可能性.

周期压力驱动下管壁局部不规则的圆管Poiseuille流感受性问题

采用渐近分析方法,建立了在周期压力驱动下,完全发展的圆管Poiseuille流当管壁存在局部不规则几何形状时的感受性问题模型· 通过特征函数的双正交系统,应用Chebyshev配点法进行数值求解· 通过算例计算,获得周期压力和矩形突起激发起的流体系统中的各种空间发展模态以及相应的感受性系数· 从计算和分析可以知道,在流场的不同发展阶段不同的模态起着主导作用。

可压缩Navier-Stokes方程平面Couette-Poiseuille流的线性不稳定性

主要研究可压缩流平面Couette-Poiseuille流的不稳定性.利用线性算子的扰动理论,得到当上板的速度小,且马赫数和雷诺数满足一定关系时,可压缩流平面Couette-Poiseuille流扰动问题是不稳定的.

微间距平板Poiseuille流动的稳定性

在忽略了其他微尺度效应的前提下,讨论了黏性修正和壁面滑移对微间距平板Poiseuille流动稳定性的影响.利用固壁对流体分子的作用力修正流体表观黏性,从而使流体表观黏性成为离壁面距离的函数.边界滑移修正使用纳维滑移边界模拟.利用线性小扰动法分析流动的稳定性,并用切比雪夫配置点法求解模型方程.计算结果显示,表观黏性修正在一定条件下可使平均流出现拐点,流动更易失稳;而边界滑移则增大了平均流的丰满程度,使流动更加稳定.当黏性修正模型参数ξ和n较大时,滑移长度的影响会被极大地减弱.

底部加热Poiseuille流的混合有限分析解

本文采用混合有限分析法求解了两无限平板间底部加热的Ｐｏｉｓｅｕｉｌｌｅ流动，并分析了初始扰动引入的必要和初始扰动的影响。

矿石颗粒在Poiseuille流中的运动数值模拟

深海采矿一般采用水力提升方式将海底矿石输送到水面.矿石颗粒在管道内上升水流中的运动特性研究是水力提升系统设计的基础.论文采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）方法,研究大密度的矿石颗粒在垂直管道内Poiseuille流中的运动及流场特性.釆用大祸模拟（Large Eddy Simulation,LES）方法模拟矿石颗粒周围的流场,计算矿石颗粒受到的流体力;采用六自由度（Six-degree-of-freedom,6-DOF）运动求解器计算颗粒在管道中的运动特性.研究发现,颗粒密度是影响颗粒在管道Poiseuille流中运动的重要因素;颗粒释放位置对颗粒的最终运动状态影响较小;不同提升速度下,颗粒在管道Poiseuille流中呈现不同的运动状态.论文分析结果可为深海采矿水力提升系统设计和机理研究提供参考.

变质量体积SPH方法在Poiseuille流模拟中的应用

基于SPH方法(光滑粒子流体动力学)的基本原理,提出一种变质量体积的SPH方法。通过对变质量体积区域粒子采用双重标记的方法,模拟了Poiseuille流的运动过程,并将模拟结果与Poiseuille流的级数解和传统SPH方法数值模拟结果进行了比较,结果表明采用变质量体积SPH方法得到的模拟结果更接近于级数解。该方法为模拟水流与小尺度构件的相互作用等复杂流固耦合问题提供了一种有效的研究思路。

平面Poiseuille流动力系统稳定性分析

本文把平面Ｐｏｉｓｅｕｉｌｌｅ流的Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程化为一非线性动力系统，用线性稳定性理论对其进行分析研究，得到一组特征方程，对离散后的特征方程施加一个矩阵变换，计算出不同波数下的临界雷诺数并与Ｏｒｓｚａｙ和Ｔｈｍｏａｓ的计算结果进行比较，最后画出了Ｐｏｉｓｅｕｉｌｌｅ流的中性稳定性曲线。

用移动粒子半隐式方法数值模拟Poiseuille流动问题

[目的]Poiseuille流动问题广泛存在于工业生产中,而采用移动粒子半隐式(MPS)方法模拟Poiseuille流等壁面剪切流动其稳定性与可靠性还需要进一步予以验证。[方法]首先,在MPS方法求解器MLParticle-SJTU的基础上,建立恒流量入口边界条件和无滑移壁面边界条件;然后,在入口边界改变来流速度,对二维管道中不同雷诺数下的不可压缩牛顿流体Poiseuille流进行模拟研究;最后,将数值模拟结果与理论解析结果进行对比,验证数值模拟结果的准确性。[结果]模拟结果显示,流动充分发展后,Poiseuille流的速度剖面呈抛物线型,且在不同雷诺数下,数值模拟结果的速度峰值与理论解析解间的相对误差均在5%以内。[结论]所做研究说明在所提边界条件下,采用MPS方法模拟二维Poiseuille流是有效且可靠的。

纳米尺度Poiseuille流动中气体黏度的分子动力学研究

受壁面作用和稀薄效应等的影响,微纳尺度通道内的气体流动有别于宏观流动现象.采用分子动力学方法,研究纳米通道中气体的Poiseuille流动,主要对通道内气体黏度特性进行了分析.利用牛顿粘性定律,定义了气体的当地等效黏度.根据模拟结果,可将纳米通道内气体划分为中心区和近壁区两个部分,中心区气体当地黏度与宏观黏度一致,但是在近壁面区,气体受到壁面原子的作用,气体的当地黏度小于宏观黏度值.研究发现:1)不同的气体密度、流固作用势能以及温度下,通道中心区域的气体当地等效黏度均符合对应温度和压强条件下的气体宏观实测黏度值;2)在纳米尺度气体流动中,气体密度越小,稀薄程度越高,气体偏离热力学平衡态越远,所以壁面对气体等效黏度的影响随密度的减少而增大,壁面影响厚度也随之增大;3)气体黏度的壁面影响厚度在10 nm量级,该厚度不随温度和流固作用势能的变化而变化,但是密度越小,壁面影响厚度越大.

扰动的Couette－Poiseuille流的特征值的计算

本文考虑的问题是二维粘性渠流．对０到２０００之间的雷诺数，计算了平稳扰动的Ｃｏｕｅｔｔｅ－Ｐｏｉｓｅｕｉｌｌｅ流的下游特征值，其特征方程类似于Ｏｒｒ－Ｓｏｍｍｅｒｆｅｌｄ方程。所用的方法是谱方法和初值方法（复合矩阵方法）．就几种有趣的流量，给出了相应的特征值的计算结果。这些特征值确定了扰动的衰减率．

两平行平板间粘塑性Poiseuille流动的解析解

本文给出一维粘塑性槽流解析解,其速度分布是含有塑性剪切屈服应力作用项的形式,这一结果与粘塑性管流速度结构相似。

摄动的Poiseuille流的上游特征值的渐近分析

考虑的问题是二维粘性渠流．当雷诺数Ｒ→０和Ｒ→＋∞时，讨论了Ｐｏｉｓｅｕｉｌｌｅ流在定常的摄动下的上游特征值的渐近性质，结果表明，Ｗｉｌｓｏｎ（１９６９）对该问题的下游特征值的分析也适用于上游的分析，且上游特征值的渐近结果与已有的Ｂｒａｍｌｅｙ和Ｄｅｎｎｉｓ（１９８２）的数值结果是一致的．

平面Poiseuille流三维亚谐扰动波问题

本文用周恒提出的‘人为’中性方法推广应用于二次稳定性理论，克服了现有二次失稳理论的局限性，并成功地计算平面Ｐｏｉｓｅｕｉｌｌｃ流在亚临界过渡过程下的三维亚谐扰动波ｕ３（ｙ）的均方根值随ｙ／ｈ（上、下壁面间的坐标）的变化曲线与ＮｉｓＨｉｏｋａ等人的实验结果比较，两者吻合较好．

基于改进的Prandtl-van Driest混合长度的湍流Poiseuille流动模型

两个平行板之间的湍流Poiseuille流是最简单的物理情况之一,此问题已经被深入的研究.本文提出了一种改进的Prandtl-van Driest混合长度模型,本模型同时满足边界条件和壁面阻尼效应.使用我们的新公式,我们可以求得问题的数值解,此外,本文还提出了平均速度的近似解析解.作为我们解决方案的应用,推导了湍流Poiseuille流的近似解析摩擦系数.