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1.
为了研究流体在同一高度的速度和压强分布,首先通过理论推导出同一高度流体的伯努利方程,然后通过流体软件Fluent模拟流体在同一高度的速度压和压强分布,两种方法都得出速度和压强分布相反的结论,即速度大的区域压强小,速度小的区域压强大;由数值模拟还可以得出,流体在管径发生变化处速度和压强大小发生突变;最后,将数值模拟的流体速度和压强结果定量化,代入伯努利方程,通过误差分析,数值模拟结果具有很高的可靠性,因此可以将数值模拟应用于工程实际。 相似文献
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以聚氨酯泡沫为试样,建立了多孔介质水平燃料床阴燃的二维两相流数学模型.模型包括燃料吸热热解、燃料放热氧化及焦炭的放热氧化3个反应过程.通过有限单元法对聚氨脂泡沫的阴燃控制方程进行离散,并采用数值分析软件包FEMLAB进行计算求解.数值模拟了来流速度为0.28 cm/s时燃料阴燃的温度分布和固体成分(燃料泡沫、炭粒和灰分)的变化,其中阴燃传播平均速度为0.0214cm/s,阴燃最高温度平均为644.67K;固体成分的变化曲线明显的将填充床分成4个区域:未燃区、燃料热解氧化区、焦炭氧化区及燃料燃尽区.同时,模拟研究了来流速度及燃料特性参数(导热率、比热、密度、孔隙直径等)对阴燃传播特性的影响.结果表明:阴燃速度和阴燃温度随着来流速度的增大基本上呈线性增长;燃料密度对阴燃传播影响最大;对于孔径较大的多孔介质燃料,模型中要考虑辐射的影响.模拟数据与实验数据进行了对比,结果基本吻合. 相似文献
3.
目的:本文旨在应用新型数值求解方法,即浸入边界-格子波尔兹曼通量求解法,研究并列双圆柱流动特性,并探索该数值方法在工程应用中的可行性。创新点:1.将浸入边界法与格子波尔兹曼求解法相结合,简单并高效地实现在非均匀直角网格下求解不可压流动以及动边界问题;2.应用浸入边界-格子波尔兹曼求解法研究并列双圆柱流场特性。方法:1.通过理论推导,建立状态变量和通量与格子波尔兹曼方程中粒子密度分布函数之间的关系(公式(8)~(10));2.采用强制浸入边界法处理流固界面使固壁表面满足无滑移边界条件,实现在笛卡尔网格下求解运动边界问题;3.通过数值模拟,探讨雷诺数和圆柱间距对静止双圆柱受力及流场尾流特性的影响以及雷诺数、间距和旋转速度对旋转并列双圆柱受力及尾流特性的影响规律。结论:1.浸入边界-格子波尔兹曼求解法可以简单实现采用非贴体网格求解不可压流动及动边界问题。2.对于并列静止双圆柱,随着间距的增加,双圆柱尾流场的相互作用逐渐消失,尾迹由无规则性转变为规则的同相位流动或反向流动;雷诺数影响圆柱受力系数。3.对于并列旋转双圆柱,雷诺数对旋转圆柱受力影响较弱;旋转速度可以抑制单圆柱尾流场的非定常效应;随着圆柱间距的增加,双圆柱后方形成固定的相位关系以及同一频率的脱落涡。 相似文献
4.
《浙江大学学报(A卷英文版)》2017,(10)
目的:探讨作用于大跨度曲面屋盖非定常气动力的特性,为考虑非定常气动力影响的大跨度曲面屋盖抗风设计提供理论参考。创新点:1.采用强迫振动试验;2.采用大涡模拟(LES)流入脉动风的生成方法;3.研究大跨度曲面屋盖非定常气动力特性。方法:1.通过强迫振动风洞试验方法探讨风速、强迫振动振幅、屋盖的矢跨比和缩减频率对非定常气动力的影响;2.采用计算流体力学数值模拟重现风洞试验,从而在更宽的缩减频率范围内分析非定常气动力的特性,并且通过可视化流场的分析探讨风与屋盖相互作用的机理。结论:1.屋盖的振动对屋盖表面的风压分布影响较大。2.屋盖的振动可能抑制屋盖背风面漩涡的脱落。3.根据风洞试验和数值模拟的结果分析得到的矢跨比、风速和振动振幅对气动阻尼系数和气动刚度系数的影响较小;气动阻尼系数和气动刚度系数主要随着缩减频率的变化而变化。4.气动刚度系数为正值,使得结构的总刚度减小,从而减小结构的固有频率;气动阻尼系数为负值,使得结构总阻尼增加。5.风洞试验和LES模拟结果的一致性可以说明,LES是一个能够有效研究非定常气动力特性的数值模拟方法。 相似文献
5.
为了研究高大空间建筑喷口送风系统的吹风感分布,在大空间实验室中进行了夏季工况的实验测试,得到了喷口高度为4m时人体活动区域温度场、速度场和吹风感的分布.然后,采用计算流体力学的方法对实验工况进行模拟计算.将室内垂直温度和冷吹风感分布的计算结果和实测数据进行对比验证,结果显示吻合良好.在此基础上进行了不同喷口高度处工况的模拟计算,通过分析3个工况下人体活动区域的吹风感和温度,获得了较理想的送风工况.模拟结果显示,喷口高度为5m时吹风感分布较为理想,温度场和速度场较为均匀. 相似文献
6.
《浙江大学学报(A卷英文版)》2020,(5)
目的:通过对新型高速磁浮车的绕流进行数值模拟,研究气动荷载、涡流及滑流的分布规律,为常导高速磁浮车的研发和应用奠定一定的气动基础。创新点:1.将可压缩流动理论及延时分离涡(IDDES)方法应用于高速磁浮车气动问题;2.通过数值模拟,首次揭示高速磁浮车诱发的涡流特性。方法:1.基于430 km/h的磁浮车气动试验数据,验证本文数值方法的可靠性,并建立三编组新型高速磁浮车的计算模型;2.采用IDDES方法对关键问题即湍流求解进行建模,以捕捉较为精细的流场结构;3.采用时均化和快速傅里叶变换等方法对流场数据进行后处理,以研究流场的时均和频率等特性。结论:1.新型高速磁浮车具有良好的气动性能,比如较小的阻力系数、合理的升力系数和分散性较好的气动力主频分布。2.在非流线型车身附近,两对反向旋转的大涡使得边界层明显增厚。3.高强度的涡流主要分布在裙板与轨道以及轨道与车底之间的狭小空间;在轨道与车底之间(除了靠近尾车鼻尖附近的区域),涡脱频域几乎不变,且涡强沿流向指数式增大。4.伴随着涡流的分裂及衍生,尾流具有复杂的、随机的频域分布特性。5.高速磁浮车产生的时均滑流具有5个典型的变化过程。 相似文献
7.
为研究模具磨损的影响因素以预测模具使用寿命,分析了模具磨损的理论模型,在对杯套挤压成型工艺方案模拟分析的基础上,设计毛坯温度、模具温度、挤压速度及毛坯直径四因素数值模拟正交试验。对模拟数据进行对比分析,结果表明:影响磨损的主次因素依序为毛坯直径、毛坯温度、挤压速度及预热温度;毛坯直径与毛坯温度对模具磨损的影响较为显著;减小凸模模具磨损影响的最优参数组合为D_(4)B_(4)C_(3)A_(3);基于此预测模具使用寿命为有效工作次数约12 500次。 相似文献
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使用王璞和R·Kahawita教授在河口动力学的数值模拟研究中得到的化简后的立方样条求解偏微分方程的 3× 3矩阵系统求解方法 (1- 3)数值模拟求解了一维的非线性Kdv -Burgers模型方程 ,讨论了耗散与弥散对此激波结构的影响 ,结果和文献[4] 一致。说明了对于Kdv方程不存在扭型弧立波 ;对于Burgers方程不存在钟型孤立波 ;对于Kdv -Burgers方程则兼有二者特点存在扭钟型 (振荡型 )弧立激波 ;这个结论对于文献[5] 是一个数值上的支持。在计算过程中 ,再次显示了立方样条在求解偏微分方程 (特别是流体力学问题 )中所具有的 :(1)任选网格保持高精度 ;(2 )极易处理边条 ;(3)具有的三对角型方程组计算快捷等优点。 相似文献
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肖润梅 《雁北师范学院学报》2011,(6)
介绍了如何运用数值计算方法来求解粘性层流流体的速度分布,通过坐标系转化理论、连续性方程、Navier-Stokes方程导出有关速度的非线性微分方程,运用数值计算方法分别对对称性速度流体和非对称性速度流体进行数值求解,其结果对深入了解粘性流体运动的基本规律有着重要的现实意义。 相似文献
10.
吴招生 《西安文理学院学报》2015,(3):20-25
在爆炸波等多介质流体力学问题的数值模拟中,会出现低密度低压力区域,由于数值误差的影响,导致在计算过程中该区域的密度和压力为负值,使得计算难以继续.文献[1]给出了求解理想气体欧拉方程的正保护RKDG(Runge-Kutta Discontinuous Galerkin)方法.在此基础上,给出了多介质流体力学问题数值模拟的正保护RKDG方法,结合RGFM(Real Ghost Fluid Method)界面处理方法,对一维多介质可压缩流体进行了数值试验,结果表明该方法能有效地避免压力为负的情况,并能准确地捕捉各类间断. 相似文献
11.
《浙江大学学报(A卷英文版)》2020,(3)
目的:通过对俯仰运动情况下的钝锥体等离子鞘套进行数值模拟,揭示动态等离子鞘套的分布规律,提高数据的可靠性,为进一步研究入射电磁波与动态等离子鞘套的相互作用机理提供有力依据,并为再入飞行器黑障问题的解决和再入飞行器设计提供参考。创新点:考虑热化学非平衡效应的简化常规Burnett(SCB)方程能够更准确地描述再入飞行器等离子鞘套的动态分布规律。方法:1.提出稀薄流域稳态与动态等离子鞘套数值模拟方法;2.对不同化学反应动力学模型和热力学模型进行数值比较和验证;3.引入俯仰运动后对再入飞行器等离子鞘套的动态特性进行数值模拟。结论:1.在稀薄流条件下SCB方程模拟得到的激波更厚,对等离子鞘套的刻画更为准确精细。2.7组元Gupta化学反应模型与Park双温模型的计算结果优于其他模型。3.引入俯仰运动后,飞行器不同位置的碰撞频率等关键参数与俯仰运动的周期存在相位差;同时增强稀薄效应将减弱俯仰运动对动态等离子鞘套的扰动。 相似文献
12.
研究目的:通过非线性动力有限元分析,模拟多塔斜拉桥在多点激励下的地震响应以及揭示其在强震下的倒塌破坏模式。创新要点:解决了多塔斜拉桥的非线性动力数值模拟技术,并首次模拟了多塔斜拉桥在强震下的破坏模式。研究方法:首先采用隐式的Newmark-β法求解多点地震激励下的非线性动力方程(图3),随后采用显式的中心差分格式对强震作用下桥梁的倒塌破坏过程进行数值仿真(图4)。重要结论:1.单主梁模型的数值结果可以很好地反映地震模拟振动台试验的地震响应结果;2.在加速度峰值为4.0 m/s2的El-Centro波时,多塔斜拉桥模型只出现了中塔支座的破坏;3.在加速度峰值为4.0 m/s2的江心波时,多塔斜拉桥模型先后出现了支座破坏、拉索与塔的连接破坏以及中塔上塔柱段的单元失效。 相似文献
13.
研究目的:为液体润滑端面密封空化问题的数值模拟提供一种高效精确的计算方法。创新要点:1.采用流线迎风SUPG有限元法求解具有对流扩散特征的控制方程;2.针对未知量的互补关系提出了一种高效的数值迭代技术;3.提供了针对润滑液膜空化问题的网格自适应技术。重要结论:1.相比文献算法,本文算法具有计算速度快,计算精度高的优点;2.空化区域和大压力梯度区域的计算网格得到加密。 相似文献
14.
本文对FXBW-500/300复合绝缘子进行破坏试验,给出了球头金具与芯棒摩擦力大小的分布;通过对复合绝缘子关键联接部位解剖及关键联接部位工艺的分析,给出了复合绝缘子球头金具与芯棒联接处数学模型的简化思路与方法;对比复合绝缘子试验承载能力完成了FXBW-500/300球头(球碗)金具塑性变形的数值模拟及标准载荷下2D数值模型塑变联接处数值模拟;为使用软件研究复合绝缘子的动态特性奠定了基础,也为生产厂家了解压接部位受力分布以及生产工艺改进具有一定的意义。 相似文献
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16.
《实验室研究与探索》2020,(8)
为研究输送固液两相流介质时固体颗粒的物性变化对熔盐泵内部流场分布及外特性的影响,采用Navier-Stokes方程及RNG k-ε湍流模型对泵内固液两相流场进行数值模拟分析。结果表明:固体颗粒直径对叶轮内流场分布影响较小,对蜗壳内压力数值及速度分布有一定影响;大尺寸固体颗粒在蜗壳内更倾向于沿壁面流动;泵内固体颗粒ds为1.5 mm时,泵扬程、效率几乎不随入口固相体积分数的变化而改变;泵内输送含微小颗粒(ds1.5 mm)的固液两相流时,固体浓度的增加有助于提高泵效率,大尺寸颗粒浓度的增加则不利于泵的高效运行。这些研究的发现有助于进一步改善熔盐泵的水力性能。 相似文献
17.
屈海东 《韩山师范学院学报》2009,30(6)
板材在国民经济各部门都有着广泛的用途.板材轧制是一个非常复杂的金属变形过程,主要体现在轧件变形区域的速度场与温度场之间的相互作用.为达到模拟轧制变形区真实速度场与温度场的目的,文章探讨了板材轧制过程速度场与温度场的二维耦合数值求解.做了如下工作:(1)分列咬入单元,实现耦合,并编程计算;(2)分析轧制变形区的温度场;(3)分析轧制力. 相似文献
18.
《家教指南》2016,(4)
潮湿环境中考古探方的失稳破坏不仅对遗址文物的保护不利,而且威胁着现场工作人员的人身安全。目前对潮湿环境下考古探方稳定性预判的研究较少。本文基于杭州潮湿地区的岩土参数采用FLAC3D数值模拟软件进行探方开挖前稳定性预判模拟计算。模拟探方为直立式,尺寸(长×宽×深)为5m×5m×2.4m。模拟发掘过程采取降排水措施。数值计算结果表明:(1)随开挖不断进行,坑壁水平位移逐渐增大,曲线形状呈"弓"型,水平位移由顶部至底部先增大到极值后减小,极值点位于距顶部1.75m的坑壁处。(2)最终安全系数为2.37。(3)得出了潜在滑移带所在位置,坑壁滑移带剪出口位于坑壁2.0m—2.4m处。计算结果可以为现场考古模拟发掘试验提供参考,为直立式考古探方稳定性预加固提供依据。 相似文献
19.
《浙江大学学报(A卷英文版)》2019,(8)
目的:船用螺旋桨性能评估中常用的雷诺平均方法(RANS)存在许多难题,特别是在处理边界层发展、尺度效应、翼尖和轮毂涡等复杂流动现象时。本文使用动态大涡模拟(DLES)、延迟分离涡模拟(DDES)和应力混合涡模拟(SBES)三种尺度解析模拟(SRS)方法,以提高流动特性预测的准确性。创新点:1.通过SRS方法详细地描述螺旋桨流场的不规则和多尺度湍流结构;2.通过粒子图像测速(PIV)试验,分析缩比螺旋桨的真实流场。方法:1.考虑叶片的周期分布和计算消耗,提取1/5的螺旋桨计算区域,并采用局部网格细化方法,获得分辨率足够高的网格模型(图1);通过仿真结果与已有试验数据的对比,验证SRS方法在螺旋桨性能预测方面的可行性与有效性(图3)。2.通过搭建PIV试验装置(图4),得到缩比螺旋桨在特定横截面上的速度和涡量分布情况下的尾流演变(图9和10),从而分析SRS方法对流场结构的捕捉能力。结论:1.通过定量和定性分析发现,SRS方法在预测特征参数和捕捉流场信息方面表现良好,特别是值得重点关注的SBES模型;2.作为一种可视化流场分析工具,PIV测量方法可以为螺旋桨等旋转机械的设计和性能改进提供一定的参考依据。 相似文献
20.
《浙江大学学报(A卷英文版)》2016,(2)
目的:自由面流动中的大变形、复杂几何边界等问题一直备受工程界的关注。本文基于拉格朗日观点,采用移动最小二乘的无网格技术数值模拟流场,研究溃坝流、孤立波传播及液舱晃荡等复杂变形的自由面流动,验证该方法的准确性与可靠性。创新点:1.通过不可压缩Navier–Stokes方程,采用投影法推导出压力与速度之间的关系;2.借助移动最小二乘法的思想,对压力泊松方程进行离散求解。方法:1.通过理论推导,得出不可压缩流动中压力与速度之间的泊松方程式,并采用移动最小二乘法离散求解该偏微分方程;2.采用数值计算,对自由面流动问题中的三个典型算例进行模拟;3.将数值计算结果与文献中的试验结果进行比较。结论:1.基于移动最小二乘的无网格法能够较准确地模拟自由面流动中的液体迸溅、翻滚、破碎以及入水等强非线性现象,在处理大变形流动问题时体现出较好的灵活性及较强的自由面模拟能力;2.对比分析数值计算结果与试验现象,得到一致性较好的结果,验证了该无网格法的准确性与可靠性。 相似文献