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低雷诺数粘性流动的数值解

前言 在计算流体力学中,尽管有限差分法及有限元方法用的比较广泛。但是格林函数方法〔‘1在计算粘性流动时有很大的优越性,尤其是处理低雷诺数粘性流动的情况,特别简便。本文研究了低雷诺数粘性流动,将问题化为求解边界点上的速度或应力,解得边界点上的速度或应力之后,便可直接求出区域内的速度场和压力场。同时本文对边界积分的几何系数,得到了全部的解析公式,准确的计算系数,从而进一步提高了计算精度。 本文在〔2〕的基础上补充计算了不同类型边界的内流问题,并比较了计算区域的选取对流动的影响,全部计算都得到了满意的结果,这些计算对化工、机械等方面的问题都具有实际意义。 格林函数方法简便、灵活,可随意单独求解任何指定内点变量之值,而不受其他内点的影响。二、低雷诺数粘性流动微分方程的边界积分形式设口为流动区域,厂为口的边界,则此区域内的流动应满足下列无量纲方程V·T(户)一。V·犷~0在习内(1)和边界条件 洛t.者1珊‘ ﹄刃刃.... 日协T·万夕...  (本文共8页) 阅读全文>>

《水动力学研究与进展》1986年01期
水动力学研究与进展

低雷诺数粘性流动的数值解

前言 在计算流体力学中,尽管有限差分法及有限元方法用的比较广泛。但是格林函数方法〔‘1在计算粘性流动时有很大的优越性,尤其是处理低雷诺数粘性流动的情况,特别简便。本文研究了低雷诺数粘性流动,将问题化为求解边界点上的速度或应力;解得边界点上的速度或应力之后,便可直接求出区域内的速度场和压力场.同时本文对边界积分的几何系数,得到了全部的解析公式,准确的计算了系数,从而进一步提高了计算精度. 本文在[2]的基础上计算了不同类型的边界的内流问题,并比较了计算区域选取对流动的影响,全部计算都得到了满意的结果,这些计算对化工、机械等方面的问题都具有实际意义。 格林函数方法简便、灵活,可随意单独求解任何指定内点变量之值,而不受其他内点的影响. 二、低雷诺数枯性流动微分方程的边界积分形式设Q为流动区域,r为9的边界,则此区域内的流动应满足下列无量纲方程 V·工(V)==0 V·V=0和边界条件 I·n Ir:=t‘ v}。2=v,其中了(V)为...  (本文共7页) 阅读全文>>

《空气动力学学报》1987年01期
空气动力学学报

一种简单而快速的解不可压粘性流的主变量法

前言 到目前为止,存在着各种各样的解不可压粘性流场的数值法。从大范围分,可以分成主变量法和非主变量法两类。主变量法是求解变量为速度(。,:)和压力(户)的这一类方法;与之相反,非主变量法中,例如涡一流函数法中,求解变量为涡函数和流函数。当然,非主变量法不仅限于涡一流函数法,还有诸如速度一涡函数法等其它方法仁’。 众所周知,解不可压粘性流动的N一S方程,数学上归结为解一个对流一扩散方程。为了保证数值解的稳定性,必须对方程中的对流项采用逆风差分〔’J。然而,过分的逆凤程度就意味着引入过量的人工粘性而会影响计算的精度。本文分析了对流一扩散方程数值解的不稳定性,从而提出了为确保数值解稳定所必需施加的最少的逆风程度。 求解定常不可压粘性流动的N一S方程时确定压力场是另一个困难。目前,为国内外学者们所采用的一种办法是解一个关于压力修正量声的P。155。:l方程,“,尸。155。n方程的源项为该节上速度矢量的散度的负值。不断调整压力修正量多使...  (本文共8页) 阅读全文>>

《国外医学(生物医学工程分册)》1987年04期
国外医学(生物医学工程分册)

注射器中的缓慢粘性流动

用于静脉滴注或指示荆稀释试验时,注射器内流动的雷诺数很低。本文把针头小孔的流动抽象成点汇,用准定常的轴对称Stokes方程来模拟针管中的流动。这一问题不宜用本征函数展开法求解,因为针头与针管直径之比太小,无穷级数收敛太慢.本文采甩超松弛法数值求解,所用的差分格式对于所给的边界条件进行了优化.计算结果表明,当针管较长时,针头孔附近流动类似点汇流,近推杆端流动类似入口区流,而中间大部分区域流动平行轴向;但当推杆推进较深针管中所剩流体段较...  (本文共2页) 阅读全文>>

《哈尔滨工业大学学报》1988年05期
哈尔滨工业大学学报

一种二维不可压粘性流动的求解方法

一、引言 近几年来,边界无法发展很快。因其具有有限元素法的灵活性和适应性,又运用了点源函数理论,弥补了有限差分和有限元素法的某些不足。它把求解方程建立在区域边界上,使问题的维数降低,计算减化。因此这种方法已开始由固体力学领域推广到电磁场,温度场和流场等方面〔,几 不可压N一S方程的数值解法一直是流体力学领域中令人感兴趣的课题。文献〔幻用边界元法求解了二维不可压粘性流动的速度方程和涡方程,需要求解三个方程:两个速度方程,一个涡方程。文献〔3〕求解了速度和应力方程。本文对二维不可压粘性流动的O一劝方程进行求解,这样只需求解一个流函数方程和一个涡量方程,计算量比较小。通过运算分别导出了流函数劝,涡量。的边界积分方程式,并可直接计算出流函数的偏导数,不需要象文献〔4〕那样采用有限差分来求流函数和涡量的偏导数,所以计算简单,精度高,适应性更强。由于建立的边界积分方程是准确的,只有在积分运算时采用了近似方法,因此精度较高。计算结果表明,这种...  (本文共7页) 阅读全文>>

《工程热物理学报》1989年04期
工程热物理学报

叶栅粘性流动的反问题解

一、前言· 随着粘性流动计算方法的发展,与叶栅正问题解法一样,叶栅的反伺题解法也存在一个如何考虑粘性影响的问题.在粘性流动的正问题解祛中,国内外通常采角的有i钓种方法,一种是全流场求解Navi。;一stoke:方程,另一种是无粘主流区和边界层的相互迭代.由于直至今日尚未有一种完善的湍流模型,·所以在自前阶段似乎还是后者比前者更适合工程实用,求解粘性流动的反何题,一般来说离不开正问题解法这个塞础奋·本文的目的就是要在以往工作的基础上,即无粘反问题和粘性正向题解法的基础上,我到气令种理论上合理,物理概念清晰且又便于工程应用的粘性反t’ed题的提法与解法、·- 二、问题的提法与解法一~ 在无粘计算中,”一卜栅反问题的提法比较明确,亦即为给定叶型背弧与内弧的速度分布(或压力分布)求叶型的问题.在无粘区与边界层相互迭代的正问题解法中,壁面加边界层位移厚度处匹配的形式可以把叶型表面加上位移厚度后的边界作为流线来着待,从而把复杂的粘性流动问题...  (本文共3页) 阅读全文>>