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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》1985年01期
空气动力学学报

三维定常粘性流动的分离条件及分离线附近流动的性状

言 研究粘性气体的分离流动,对飞机、导弹和高超声速机动飞行器的设计,具有重要意义。其中一个重要问题是希望给出分离的起始点以及分离区边界线的位置,这就是所谓分离条件和分离线的性状问题。目前对这个问题己有了很多理论、实验研究〔‘”,”和综合评述〔‘,5三。但正如Brown和Stewartson〔‘了以及Williams〔弓’等人先后强调的那样,这方面的I’ed题至今尚未取得一致的认识。Eielielbrenner不日oudart〔6,,Maskel一f‘’及王国璋〔’〕等人,认为分离线是壁面极限流线的包络。而Legend:e仁,」、Lighthill【“’、Hunt〔‘’、Tobak和Peake汇,一,,」等人认为,分离线是其附近壁面极限流线的“收拢渐近线”,且本身也是一条极限流线。 本文试图从理论上澄清上述问题。文中通过对分离流面的研究,建立了判定三维定常粘性流动分离的条件,在此基础上分析了分离线附近流动的性状,并证明分离线是其附...  (本文共12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>>

《工程热物理学报》1987年01期
工程热物理学报

单圆弧扩压叶栅的三维不可压粘性流动的数值计算

一、前言 随着计算机的发展,近年来国内外开展了直接求解粘流N一S方程的研究.应用抛物化法,将三个椭圆型动量方程简化为相对于气流方向的抛物型方程.应用这一方法在解决若干实际问题时,均得到了比较满意的结果. 本文一也在抛物化法基础上,利用压力解藕对直列单圆弧扩压叶栅内三维粘性层流或“准层流”进行了数值研究.分析了无内围带时轮毅运动对流动参数的影响. 二、基本方程及定解条件 扩压叶栅如图1所示,b:d区域是为计算方便而引人的流道延伸区.计算用的正交曲线座标S‘为主流方向,52、S,为二次流方向.根据文献tll给出的座标曲线方程及流/协讹动基本方程,将流场中的静压分解为三项,即S,方向平均粘性压力p,;势流压力户、;二次流面各节点上的粘性修正压力丸.用户。+凡代替S,方向动量方程中的p,用丸干户‘代替横向动量方程中的户.这种压力处理方法既体现了横向压力变化对S:方向动量方程的影响,又体现了s,方向压力变化对横向动量方程的影响,同时还保留...  (本文共3页) 阅读全文>>

《力学学报》1960年20期
力学学报

在波形斜坡上的自由粘性流动的算法

在波形斜坡上的自由粘性流动的算法江涛,陈耀松(北京大学力学系,北京100871)摘要利用非定常变换将流体流动的复杂区域变到一个固定的矩形计算区域,然后用高效的数值方法对此强非线性问题进行积分.由于变换本身是随自由面变化而变化,刻画这一变换的参数将作为未知量与其它待求流动参数在积分过程中同时求得.本方法对流动问题不作任何限制,可以计算非常复杂的自由粘性流动问题.关键词粘性流动,NS方程,保角变换引言在流体力学中有自由面或流体交界面的问题是一类非常困难却又非常重要的问题,例如液泡或液滴的变形等.更复杂的情形,如还有固壁,弹性壁或粘弹性壁的存在,同时这些流动有时还伴随着相变、化学反应或热传导等现象,如化学工艺中的薄膜镀层(如电化学镀膜等),结晶生长等.这里我们考虑刚性波形斜坡上的自由粘性流动.这一问题的复杂性除了NS方程本身的非线性外,还在于膜层表面(自由面)的位置是未知的.若考虑表面张力,以及多层流体步相流)的话,问题就更为复杂.文...  (本文共6页) 阅读全文>>