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两种多介质流体可压缩流动界面捕捉方法的数值研究(英文)

0 IntroductionThedirectnumericalsimulationofcompressiblemulti fluidflowsisanimportantresearchtopicwithvariouskeyapplications .Therelativelydominantdifficultyofsimulationliesintreatmentofthemovingmaterialinterface .Ingeneral,therearetwobasicapproachestotreatingcontactdiscontinu ities .Thefirst,fronttrackingmethod[1,2 ] ,explicitlycharacterizestheinterfacemotionbythemotionofindividualpointsontheinterface .Theotherappro...  (本文共8页) 阅读全文>>

《应用力学学报》1989年02期
应用力学学报

奇点法在叶轮机械任意回转面亚音速可压缩流动计算中的应用

1己I;里犷JL,二J 奇点法具有计算简便,精度较高、节省计算机内存和机时等特点,特别对叶片前缘(尤其是厚翼型)附近的计算,不需做尖角化或取上、下斜率平均值等近似处理,能够得到比较准确的计算结果. 但传统奇点法只能计算不可压缩流动,其应用受到很大局限.【1〕在叶轮机械领域具有一定影响,径、混流式三元叶轮“全可控涡”设计方法〔2」即沿用【11的方法进行任意迥转面流动的计算分析。但该方法在基本方程中有如等于常数的假定,若欲修正时,又需先知道bP沿半径方向的变化规律,故有必要对其进行改进.【3]在平面叶栅绕流计算中做了用奇点法计算可压缩流动的尝试,为使其能更好地服务于工程设计,本文进一步将其推广应用于叶轮机械任意迥转面的计算.2基本理论2 .1签本方程 径、混流式叶轮任意迥转面示于图1,其座标用犷、、、0表示.根据理想流体的绝对无旋条件、连续性条件并定义如下质量流函数诱:22应用力学学报第6卷吩很上二b—下一提于- 旬图1刁功-石二二...  (本文共10页) 阅读全文>>

《中国电机工程学报》2006年24期
中国电机工程学报

求解非定常可压缩流动问题的边界元方法的研究

0引言边界元法在工程问题的数值计算上,具有以下主要优点:(1)其为一种降维的数值计算法,剖分离散仅在边界上进行,从而大大简化数值计算的前处理工作。(2)其为一种半解析的数值计算法,场域内各点的数值解是通过解析式来计算的。从而减小了由于场域剖分离散所带来的误差。(3)对于变边界的气体流动的数值计算,如SF6断路器开断过程,用全场域剖分类型法计算时,在数值计算的每一步上都须进行全场域的剖分,而且在进行前后两步的计算时,必须考虑网格配合问题,以保证空间计算点不变。边界元法不存在此问题。(4)在全场域剖分的数值计算法中,一般来说网格剖分越密、节点数越多,计算精度越高,但是,在流体的数值计算中并非完全如此。有时网格过密反而使数值解毫无意义[1-2]。而对边界元法并不存在这种情况。由于边界元法具有上述优点而受到广大工程数值计算者的重视和青睐,自1979年起至今已在世界不同国家或地区召开了27次边界元法的国际学术会议(每年一次),交流边界元数...  (本文共6页) 阅读全文>>

《计算物理》2003年02期
计算物理

一维多介质可压缩流动数值方法

0 引言多介质可压缩流动的数值模拟在流体力学、材料力学、天体物理以及核物理中有重要的应用,特别是激波与密度间断的不同介质交界面相互作用,如:水下爆炸、气泡变形与坍塌、Richtmyer Meshkov不稳定性等.现在,对多介质可压缩流动的模拟方法[1]主要有两大类:Front Tracking方法[2]和Front Capturing方法(如LevelSet方法[3,4]、Volume of Fluid方法[5]、流体混合型方法[6~8]、两相流方法[9]等).前者能准确跟踪交界面的演化,间断处理无数值耗散,但难于处理界面的拓扑结构的变化(如界面融合和破碎),且拓展到高维情况时算法非常复杂.后者计算简单,格式统一,易于处理界面拓扑变化,但不能精确定位多介质交界面,不适合对界面位置要求很高的数值模拟.Rider指出守恒方法在处理大尺度方面同实验结果符合得更好[10].Glimm[11],Liu[12]提出了一类数值方法,将Fron...  (本文共6页) 阅读全文>>

《清华大学学报(自然科学版)》2000年11期
清华大学学报(自然科学版)

微细光滑管内可压缩流动换热特性的数值研究

由于近年来微细通道在微电子器件的冷却、微型换热器以及其他新兴的技术应用领域的广泛应用 ,微细管道内换热特性的研究已成为当前的一个重要研究课题。 Wu及 Little[1] 的实验结果表明 ,在层流区域特别是较小 Re时 ,微细通道传热并未得到强化。Choi[2 ] 对氮气在 3~ 81 μm圆管内的对流换热特性进行了实验研究 ,认为在层流区域 ,Nu不再是常数 ,而与 Re有关。而在理论分析与计算方面 ,van den Berg[3]认为微细通道内压力功和粘性耗散对流体的流动影响很小 ,在无外界换热的情况下 ,等温流动的假设成立 ;但在流体可压缩性很强时等温假设不再成立。 Guo Z Y[4 ,5] 对进口温度均匀、恒定壁温条件下圆管内气体换热进行了数值计算 ,认为 N u是局域 Ma的函数 ;当局域 Ma较小时 ,Nu与常规管道的值相差不大 ,而当局域 Ma较大时 ,微细通道内气体换热的 Nu增大。目前关于微细管内可压缩流体换...  (本文共5页) 阅读全文>>

《工程热物理学报》2004年06期
工程热物理学报

基于脉管制冷机的二维可压缩流动数值计算程序的开发与应用

1前言 数值模拟方法是一种研究脉管制冷机的非常有效的方法。目前这方面的数值计算采用的还是一维模型的节点分析法[l]。这种节点分析法是一种一维数值模拟的方法,无法揭示脉管内部气体流场和温度场的细节。NASA的Ames小组开发了脉管制冷机的二维模型,这种模型表明脉管制冷机中有二次流的存在,并且通过实验测量证实了其存在[z]。由此可以看出,为了深入揭示脉管内的温度场和流场的特性,对脉管的数值模拟方法必须由一维发展到二维。 脉管内气体的流动是交变流动,压力和速度是周期性变化的。要对脉管内气体做场模拟,必须使用可压缩交变流动的计算程序。本文开发了稳态可压缩的SIMPLEC计算程序,计算了经典的算例,验证了程序的正确性。并且对小孔型脉管制冷机在小孔最佳开度时的某一时刻小孔处的气体流动的特性进行了计算。2可压缩SIMPLEC程序的开发 众所周知,SIMPLE系列算法降5]经过众多研究者多年来的实践检验与扩充,已发展成为一种比较成熟的、适用于低...  (本文共3页) 阅读全文>>