基于Excel的模拟墙体导热问题分析

针对二维导热物体温度场电模拟存在无法避免的仪器和测量所导致的误差,采用Excel软件,模拟了等温边界模型和对流边界模型,应用数值法求解等温及对流边界条件下墙角的二维稳态导热问题,模拟结果与电模拟实验进行了对比,一致性较好.应用基于Excel的电算模型,对4种不同导热系数的建筑材料在乌鲁木齐地区使用的保温隔热性能进行计算,探讨了建筑物的节能问题.     

MAC算法计算二维方腔顶盖流动

二维方腔流动是不可压缩黏性的典型流动,可以用来检验各种数值算法计算精度和可靠性,目前尚不能求得它的解析解.基于Matlab编程,采用交错网格MAC算法求解二维方腔流动,计算采用控制容积积分法离散控制方程,对流项和扩散项采用中心差分格式,得到流动达到稳定状态时各物理量的分布.     

圆柱周围湍流场的数值模拟

In practical problems, the variation of the free surface around a circular pier is severe. For the Fluent CFD, the multiphase flow models cannot be used together with the LES model to calculate the free surface. Present paper provides a two-step method which joints the 2D compressible ideal-gas equations and the LES model to calculate the 3D flow field with free surface around the pier. The effects of the free surface on the flow structures are studied in detail.     

油套管导热系数与温度耦合模型计算井筒温度场

研究了油套管材料、水泥环、地层及井筒流体的导热系数与温度的关系,建立了井筒各组件导热系数与温度耦合变化的井筒温度场计算模型,并以井底参数为初始节点进行数值求解。采用VB.NET编制了计算程序,并开展了实例计算,对比分析了Landmark Wellcat模型、耦合模型、非耦合模型的计算结果与实测井口温度的相对误差。本文建立的耦合模型的计算结果更接近实测值,具有更高的精度,同时采用本文耦合模型研究了油套管材料、产量、开采时间和井筒流体热力学参数对井筒温度场的影响。     

多圆柱绕流的数值模拟及力学分析

基于计算流体力学理论,采用Fluent对3种不同雷诺数下多圆柱绕流模型进行了仿真研究,得到了速度云图和升阻力系数随时间变化的曲线。仿真结果表明：尾涡区的长度和紊动强度随来流的雷诺数增大而增强。圆柱的阻力系数随雷诺数的增加而降低,流动由层流变为紊流,且湍动更强烈;第1列小圆柱升力系数随雷诺数的增大而逐渐减小。从第1列至第4列升力系数振荡幅度逐列增加,第4列圆柱的升力系数振荡幅度较大,最大值为其他列圆柱的2倍以上;Re=5 000时的速度云图和实验装置的流动图像接近,与数值模拟实验装置的流动规律相似。     

用源面元计算任意维物体的势流场

对任意二维物体的无升力绕流问题进行了研究。简述了求解任意二维物体绕流的源面元法,编制了计算机源程序,对单体和群体绕流的流体动力特性进行了计算。计算结果表明,这是一种实用、快速、有效的数值解法。用这种方法求得的数值解同解析解吻合得非常好,误差在整个区域上分布比较均匀。     

附加圆柱对Savonius型垂直轴风力机捕能性能的影响（英文）

目的：Savonius型垂直轴风力机具有较好的自启动性能和较低的制造成本。然而,较低的风能利用效率制约其进一步发展。因此,本文将附加圆柱引入风力机叶片设计中,利用附加圆柱产生的涡流来控制风力机叶片周围的流体流动,以提高Savonius风力机的捕能效率。创新点：1.将附加圆柱引入Savonius风力机的叶片设计中,提高传统Savonius风力机的捕能效率;2.构建一种动力学形式的数学模型,用于有效求解风致Savonius风力机的转动过程。方法：1.通过理论推导,构建一种动力学形式的数学模型,用于有效求解风致Savonius风力机的转动过程（公式(S3)）;2.通过田口实验优化,研究附加圆柱Savonius风力机的3个特征参数对其捕能性能的影响,得到各因素的影响权重排序（图4）;3.通过仿真模拟,找到附加圆柱Savonius风力机捕能效率提高的主要原因（图7和8）;4.通过实验设计,证明附加圆柱对提升Savonius风力机捕能效率的积极影响,同时也验证数值模型的正确性（图10）。结论：1.附加圆柱可有效改善Savonius风力机的气动性能;当α=45°,D=10 mm,r=20 mm时,与...     

超燃冲压发动机性能的准二维计算方法

为了能在双模态超燃冲压发动机流道方案初步论证中提供一种较快速的发动机性能计算方法,在二维N-S方程基础上,引入一维完全燃烧计算方法,提出了预估超燃冲压发动机性能的准二维计算方法。该方法能够计入激波、边界层分离等对发动机性能的影响,可在较短时间计算出整机推力、比冲性能和沿程热力学参数。通过对自由射流发动机计算,验证了此方法。并在此基础上,初步分析了燃料喷注位置和流道构型对发动机性能的影响。      

热带法测量导热系数时材料最小厚度的确定

在介绍了热带法测量导热系数原理的基础上,通过fluent软件建立了数理模型,对热带法测量导热系数过程中材料厚度对测试结果的影响进行分析计算。在保证合理温升与可接受误差范围前提下,得到不同导热系数材料对应的最小可测厚度,并结合自行搭建的导热系数测试设备选取不同材料进行实验验证。结果表明:根据预估材料导热系数的大小从而确定其最小可测量厚度的方法有效,既解决了以往测试中所有材料要求同一测量厚度而带来的制样困难,将材料可测厚度从原来25 mm减小到了5 mm,甚至更薄,扩大了可测材料范围,又减小了以往叠加测量带来的接触热阻误差,提高了测试精度。对提升热带法测试技术水平及灵活应用有一定的借鉴意义。     

不稳定导热过程计算机数值模拟及其数学模型的确定

本文介绍了CAD领域具有重要意义的不稳定导热过程计算机数值模拟的有关内容。不稳定导热过程计算机数值模拟的数学模型的确定包括不稳定导热偏微分方程及边界条件、初始条件、数值求解方法。     

基于Euler方程的二维翼型大迎角数值模拟

大迎角飞行以及机动特性是现代战机的重要特征之一,能够准确的模拟大迎角流场结构及预测相应的气动特性至关重要。但目前最流行的商业计算流体力学软件FLUENT无法模拟大迎角问题,即迎角超过一定度数后,系统就会出现错误。针对这一缺点本文提出了改进方案,通过对物面边界条件进行特殊处理,进而求解二维欧拉方程,成功的得出了大迎角条件下的数值模拟结果,并分别对四种典型的二维翼型的大迎角流场结构及气动特性进行了数值模拟,得到了满意的数值结果。     

助推器附近二维激波边界层干扰的数值分析

本文利用二维雷诺平均的Navier-Stokes方程，采用K-ε湍流模式，运用有限体积法，对大型运载火箭的助推器与芯级的激 波边界层干扰进行了二维数值模拟.数值结果表明在助推器激波的干扰下，芯级边界层流场明显出现了分离和再附过程。助推器头 部形状对流场有显著的影响，在半球助推器头形状情形下由于产生丁较强的弓形激波，边界层的分离和再附过程最显著，压力分布 最复杂。助推器与芯级距离对流场也有显著的影响，距离较小时，压力系数较大，激波边界层的强干扰会产生分离区甚至分离泡。     

助推器附近二维激波边界层干扰的数值分析

本文利用二维雷诺平均的Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程,采用κ－ε湍流模式,运用有限体积法,对大型运载火箭的助推器与芯级的激波边界层干扰进行了二维数值模拟．数值结果表明在助推器激波的干扰下,芯级边界层流场明显出现了分离和再附过程．助推器头部形状对流场有显著的影响,在半球助推器头形状情形下由于产生了较强的弓形激波,边界层的分离和再附过程最显著,压力分布最复杂．助推器与芯级距离对流场也有显著的影响,距离较小时,压力系数较大,激波边界层的强干扰会产生分离区甚至分离泡．     

双半圆柱平行电极系统的电场及其数值模拟

利用保角变换研究双半圆柱平行电极系统的电场,给出其电势和场强分布函数,通过软件Matlab绘制出其电场线和等势线图,计算其两极的最大场强,并分析最大场强随电极参数的变化情况.     

二维轴对称电子回旋共振等离子体磁场的数值模拟

本文根据大连理工大学三束材料改性国家重点实验室的电子回旋共振(ECR)微波等离子实验装置,结合等离子体源中的各种物理参量,采用一种简便快捷的方法在计算机上对ECR等离子体的磁场位形进行了数值模拟,数值模拟结果表明在共振区磁场强度的值达到最大值,这与实验结果一致.     

有阻流件的二维封闭方腔自然对流数值研究

利用自然对流物理模型,采用SIMPLE算法,对流扩散项采用二阶迎风格式.计算研究了有水平等温阻流件的二维封闭方腔中空气的自然对流换热.得出了在一定的Ra下,具有不同长度的阻流件的平均Nu数.有水平阻流件的封闭方腔与无阻流件时相比,相同条件下自然对流的换热系数随阻流件长度的增加先略减少,然后增加.而且随着阻流件长度变化,在方腔内的环流由一个增加到两个和三个.同时阻流件布置在不同壁面上的布置方式对换热强度也有一定影响.     

微波场中温度分布的二维数值模拟

时域有限差分法是解决电磁场问题的一种有效方法．根据电磁模型和热模型,通过α因子将热模型的时间步长降到和电磁模型时间步长同一数量级,将它们结合给出了微波加热模型．模拟了从四周加载波源来加热材料．并且给出了模拟的结果．     

基于深度神经网络的二维流体模拟

提出了一种将深度神经网络与流体模拟相结合的新方法。将具有更多湍流细节的高精度流体模拟结果看作图像中的风格,利用训练好的深度神经网络的中间层提取特征信息。采用图像风格化技术,将高精度流体模拟结果的湍流信息迁移到低精度流体模拟结果中,使得低精度流体模拟结果同样具有丰富的湍流细节,实现了超分辨率的效果。实时完成低精度流体模拟和湍流迁移,实现了实时的高精度流体模拟。利用流体模拟中的速度信息保证流体模拟在时域上的连续性,使得整个模拟的结果更为真实。采用可以适用于任意风格输入的自适应的实例归一化(adaptive instance normalization,AdaIN)风格化技术,实现了流体模拟的艺术风格控制。     

基于N-S方程的计算流体力学算法分析

基于两种数值模拟软件进行调研的基础上,开展计算流体力学算法的分析,以某高大建筑周边复杂地形和建筑物群为研究对象,当对N-S方程组的解进行求解时借助有限体积方式以及非结构化网络的方法,并模拟其流场,对收敛性进行了判断.模拟湍流流动使用k-ε模型.对其求解条件进行总结.流体力学算法对于水利工程、大跨桥梁以及航空航天等工程范围内应用前景相对更加广阔.