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粘性/粘弹性流体流动和热迁移问题的微分求积法

一般讲,在流体力学中由于控制方程是非常复杂的非线性方程组,所以不可能得到问题的精确解。因此为了得到非线性方程组的解,提出了各种数值计算方法,其中,有限差分法(FD)和有限元(FE)是两类常用的方法。实际上,在许多场合中我们只需要在少数点上求得适当精度的解就够了。但是在采用FD和FE时,为了得到在少数点上适当精确的解往往需要使用大量的网格点。因此当使用这些方法时需要很大的工作量和存储量。但是,如果采用1970年Bellman提出的微分求积法(DQ)则只需要少量的节点就能得到较高精度的解。此外,由于DQ还具有使用方便、节点间距选取任意等优点,因此近年来吸引了许多研究者的注意。传统的DQ只适用于正规区域的问题,并且缺少迎风机制来处理流体流动的对流性质。为了使DQ能适用于求解不规则区域中的流体流动问题,本文中提出了一种具有迎风机制的局部化的DQ(称为ULDQ)。利用ULDQ对一些不可压与热迁移耦合的粘性和粘弹性流体的二维流动问题求得了满  (本文共134页) 本文目录 | 阅读全文>>

《磨料磨具与磨削》1989年03期
磨料磨具与磨削

粘弹磨料流加工机理的探讨

粘弹磨料流加工是一种对工件进行去毛刺、倒棱和抛光加工的新工艺.产生切削作用的磨粒混合在既有粘性又有弹性呈半流体状态的高分子材料中,形成粘弹性磨料;这种磨料在压力下反复流过}一:麟翔岌一‘-/.1四笠t图2拈弹磨扦流变性测定装置示意图,图1拈弹磨朴流加工实验装呈示意图被加工的部位,从而达到去毛刺、倒棱或抛光的目的。原则上讲,只要磨料能够流通的地方都可以产生加工效果,因此这一工艺在那些用常规方法难以奏效的场合(如零件内部孔道交叉处毛刺的去除,叶轮或模具异型面的抛光,窄而深的槽或缝隙的抛光等),获得了日益J-泛的应用. 这一工艺于60年代末首先出现在美国,国内则于1985年首次制成了专用机床和磨料,并逐步开展了对这一工艺的研究工作.这种加工方法国内外比较流行的名称是挤压布磨(Ex-trudo Ho”ing),或者磨料流加工(Abrasive Flow Maehining);但细加考察,其加工磨抖磨具与磨hll 1989,3(51)机理...  (本文共7页) 阅读全文>>

北京科技大学
北京科技大学

基于分数阶微积分理论的粘弹性流体流动与传热研究

本论文主要研究了广义粘弹性流体的流动与传热问题.粘弹性流体是非牛顿流体的一类,剪切应力与速度梯度不满足牛顿内摩擦定律.本文从流体受力平衡及傅里叶导热定律出发,在本构方程中,引入分数阶时间微分算子代替整数阶,获得粘弹性流体分数阶流动和传热本构方程.通过积分变换和数值离散的方法,获得相应的速度场、剪切力场及温度场的解.本论文主要分为两部分,一部分是通过解析方法对分数阶粘弹性流体流动进行分析,重点讨论了管内广义Maxwell流体旋转流动的分数阶模型、多孔介质下导热Oldroyd-B螺旋流流动模型,对模型的求解,通过分数阶Lapace变换、有限Hankel变换及其逆变换得到解析解,并通过广义G函数和M-L描述出来.另外通过状态空间法及Laplace变换方法研究了修正傅里叶导热定律和修正欧姆定律下广义Maxwell磁流体流动和传热问题;另一部分是对分数阶粘弹性流体变粘度及变傅里叶导热定律的研究.文中创新性的修正了傅里叶导热定律的分数阶导数...  (本文共144页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

多孔介质中粘弹性流体流动机理的SPH模拟

现实工程应用中常常会面临多孔介质内流体流动问题,如低渗透油藏开发、煤气层的开采、地下水的应用等。随着我国工业化进程的持续发展,石油在促进我国经济飞速发展中的作用越来越明显,对于我国的石油开采工业而言,迫切需要进一步提高石油的采收率。针对这样的实际问题,本文以研究流体在多孔介质当中的流动特征为背景,在以往众多计算方法中引入一种无网格方法-光滑质点流体动力学方法(SPH)。这种方法是一种无网格、纯拉格朗日粒子法,它是一种用于求解连续介质动力学的数值方法。在处理移动物质交界面、大变形等问题时,由于不需要网格划分和重构的特点而显示出了传统网格方法不可比拟的优势。现在该方法在经典牛顿流体力学等领域均已得到了广泛的应用,而对于非牛顿流体力学数值模拟方面起步较晚。本文首先对无网格方法以及SPH方法的基本概念进行了介绍,对SPH方法的优点以及缺点进行说明,并指出了其应用领域。给出了SPH方法的计算思想和基本公式,并对一些其他概念包括支持域和影响...  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京建筑大学
北京建筑大学

分数阶微积分在传热及粘弹性流体流动的应用研究

粘弹性非牛顿流体不定常流动在石油、化工及生物流体力学等诸多领域均有重要应用。引入分数阶微积分描述粘弹性材料本构关系是一项重大突破,本文结合几类分数阶粘弹性本构方程和N-S方程,主要研究加速平板上的广义Burgers磁流体,广义Oldroyd-B磁流体以及二阶流体流动问题。探讨各物性参数及分数阶导数对粘弹性流体流动产生的影响,揭示粘弹性流体的流动规律,为粘弹性材料在工业运输中的应用提供理论的指导。瞬时传热系统在物理与工程领域占有重要的研究与应用地位,第二章研究了一个瞬时传热系统中随着毕渥数的增大,依赖于时间变化的温度集总参数模型。利用分数阶微分方程进行拟合近似该瞬态传热问题。分数阶微分方程的阶数取决于传热学中的毕渥数。采用Laplace变换得到该分数阶微分方程的Mittag-Leffler函数形式的解析解。在粘弹性流体力学研究中,Burgers模型在化学、工业领域发挥着重要的作用。第三章考虑在无限大平板加速边界条件下,不可压广义B...  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>