粘性流动

摘要： 受限于计算机的计算能力与计算的成本,实际的计算过程中,往往要对流体做出一些物理假设,如无粘流体、不可压缩流体等,但是这将给计算带来不同程度的误差.为解决此问题,提出了一种对弱可压缩粘性流动问题进行求解的数值方法.该方法不仅可以对计算域内包含静止固体的流场进行计算,也适用于包含运动固体的弱可压缩粘性流场的求解.该方法从水的状态方程开始,对弱可压缩粘性流体运动的速度与压力方程进行了严格推导.考虑到流场中固体的影响,使用边界数据浸入法(Boundary Data Immersion Method,BDIM)将流体子域与固体子域之间耦合,而所使用的BDIM可将流体及水下声学计算中的运动物体准确地表示出来.因此,本文首次将弱可压缩粘性流动计算与BDIM结合起来,并解决了考虑流体的弱可压缩性与粘性的流场求解问题.为验证所提方法的有效性及准确性,计算了3个二维经典算例,并将计算结果与采用其他方法所得数据结果进行比较.对比结果表明,在考虑流体的弱可压缩性与粘性的前提下,本文所提出的新算法可对运动流体中存在静止或运动固体的流场进行准确有效的计算.

摘要： 采用溶胶凝胶法制备氧化钆掺杂氧化铈(GDC)纳米粉体,根据阿基米德原理测定烧结试样的体积密度和相对密度,采用扫描电子显微镜观察1250°C下不同氧化铋添加量的GDC断面形貌.分析和探讨了氧化铋含量对GDC纳米粉体烧结密度的影响和作用原理,得出了氧化铋3%的最佳添加量.

摘要： For the broad prospect and imminence requirement of silicon carbide(SiC)material MEMS devices in harsh environments,direct bonding between SiC and SiC was achieved. The influence of the bonding process on the mechanical properties of bonded samples was investigated and optimized,and the bonding interfaces of the bonded sample were analyzed by confocal laser scanning microscope(CLSM),scanning electron microscopy(SEM),energy dispersive spectrometer(EDS)and Raman spectroscopy,respectively.The results indicate that the annealing temper-ature and the loading force are the main factors of the formation of the bonded samples. At the condition of anneal-ing temperature=1 300°C,loading force=3 MPa,and annealing time=3 h,air tightness of the bonded sample is ex-cellent,and it has the best mechanical property. Its bonding strength reaches 2 MPa. A transition layer between the bonding interface at the high temperature,which can appears viscous flow,and SiC-SiC fusion direct bonding are the principles of direct bonding between SiC and SiC through the microscopic interface.%随着碳化硅(SiC)材料的MEMS器件在恶劣环境测量中的应用前景和迫切需求,进行了碳化硅的直接键合实验.研究了工艺条件对键合样品力学性能的影响,同时借助激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和拉曼光谱仪等对碳化硅键合样品界面的微观结构进行了分析.结果表明:退火温度和加载压力是影响键合效果的关键性因素.当退火温度为1 300°C,加载压力为3 MPa和退火时间为3 h时,此时键合样品的气密性非常好,力学性能达到最佳,键合强度2 MPa.最后通过样品微观界面分析表明碳化硅直接键合的机理为界面氧化硅过渡层的形成及粘性流动与碳化硅和碳化硅的熔融直接键合.

摘要： A numerical method has been developed to simulate the flow fields around helicopter rotors in hover with a robust Riemann solver and a moving overset grid technique .In the inertial coordinate sys-tem ,the governing equations are Reynolds averaged Navier-Stoke equations for the unsteady flow fields around hovering rotors .Convective terms are discretized by the Roe approximate solver based on a fifth-order weighted essentially non-oscillatory scheme .A full implicit dual-time stepping method with the Newton type LU-SGS sub iteration is adopted for the unsteady time advance .The moving overset grids are used to enforce rotation and capture wake .The surface pressure coefficients of the hovering rotor blade and the tip vortex core positions accord with the experimental data .The numerical results indicate that the present method has high resolution for tip vortices ,and can well capture shock .So the method could be further developed to compute the viscous flows around rotors in forward flight .%发展了一种基于鲁棒Riemann求解器和运动重叠网格技术计算直升机悬停旋翼流场的方法。基于惯性坐标系，悬停旋翼流场是非定常流场，控制方程为可压缩Reynolds平均Navier-Stoke方程，其对流项采用Roe近似Reimann求解器离散，使用改进的五阶加权基本无振荡格式进行高阶重构，非定常时间推进采用含牛顿型L U-SGS子迭代的全隐式双时间步方法。为实施旋转运动和便于捕捉尾迹，计算采用运动重叠网格技术。计算得到的桨叶表面压力分布及桨尖涡涡核位置都与实验结果吻合较好。数值结果表明：所发展方法对桨尖涡具有较高的分辨率，对激波具有较好的捕捉能力，该方法可进一步推广到前飞旋翼粘性绕流的计算。

摘要： 将基于计算区域整体直角网格物面附近局部无网格的无网格/直角网格混合算法发展用于求解粘性流动问题.针对粘性流动,特别是高雷诺数粘性流动边界层薄的特点,在局部无网格布点过程中引入了点距控制函数,使得生成的点云结构能反映粘性流动边界层特点,同时结合无网格区之间的布点干涉机制,将算法拓广到处理多个物体相互干扰的复杂流动问题.对于整体直角网格,采用直角坐标与四叉树加密的方法生成非结构直角网格.由于采用了局部四叉树加密,使得网格区与无网格区之间过渡可控,再结合提出的基于距离和夹角的点云选点策略,保证了网格区与无网格区交界处点云的质量.给出了求解NS方程耦合SA湍流模型的无网格/直角网格混合算法的具体实施方法,数值模拟了NACA0012翼型亚声速和RAE2822翼型跨声速粘性绕流,计算结果与实验数据进行了比较与验证.最后给出了GA(W)1两段翼型的粘性绕流数值模拟算例,展示了所提方法的可行性.

摘要： 把无网格算法发展用于求解涉及动边界的非定常粘性流动问题.在处理粘性流动的布点问题时,通过在远离物面的区域采用无粘流动计算时所用的各向同性点云,而在物面附近引入各向异性点云,从而在保证物面法线方向布点较密以准确模拟边界层的同时,有效控制了布点总量,减少了计算时间.对于动边界问题,本文在上述方法获得的初始布点的基础上,采用基于扰动衰减规律的点云移动技术,快速得到物面运动到其他位置时流场求解所需点云.在所获得的点云上,采用一种带权系数的二次极小曲面逼近方法来离散Navier-Stokes方程的空间导数,权系数的引入使得流场求解时对各向同性点云和各向异性点云无需分开考虑,而是采用统一的求解方法,从而简化了编程求解.用发展的无网格算法,结合Navier-Stokes方程求解双时间推进方法,并耦合Spalart-Allmaras湍流模型,先成功地模拟出NLR7301翼型后缘摆动诱发的非定常流,并通过与实验比较,验证了本方法.接着进行了NACA0012失速模拟,给出了动态失速过程,展示出用本文方法处理复杂动边界问题的效果.

摘要： 当含金属颗粒的粘性流体(即纳米流体)流过非线性伸展平面时,分析其边界层流动及其热交换.假设伸展速度是到原点距离的幂函数.将偏微分的控制方程及其相应的边界条件,简化为耦合的非线性常微分方程及其相应的边界条件.数值地求解所得到的非线性常微分方程.讨论了各相关参数(即Eckert数Ec,纳米颗粒的固体体积率和非线性伸展参数n)对问题结果的影响,并与先前文献所报道的结果进行了对比.研究了不同类型的纳米颗粒.发现纳米流体的流动特性随着纳米颗粒类型的改变而变化.

摘要： 对三维柱坐标下对流换热微分方程进行合理简化,理论推导得出恒温环境中管道截面内流体温度分布表达式;根据恒温收缩实验控制条件、原油物性、管道钢材物性,计算粘性摩擦项消失后温度变化引起的管道内压变化.结果显示,粘性流动导致管内流体温度略高于恒定的环境温度;相同流速下,环境温度越低,停输后压降越大;但粘性流动摩擦产热对恒温体积收缩影响不大,原油恒温体积收缩量应主要取决于停输后内部蜡晶生长.

摘要： 本文研究了非结构混合网格下的复杂外形粘性流动计算方法.采用计算量较小的中心有限体积格式对NS方程进行空间离散,运用通量线化假设和最大特征值方法进行雅可比矩阵分裂来实现隐式高斯—赛德尔时间迭代,并利用作者提出的自适应当地时间步长和隐式残值光顺等措施加速收敛,湍流模型采用SA-方程模型.以M6机翼、DLR-F6翼身组合体和DLR-F6翼身/挂架/短舱复杂组合体外形的粘性流场作为数值算例,考核了上述复杂外形粘性流场求解方法的精度和效率.

摘要： 基于不可压二维定常翼型绕流,本文重构了飞行科学中机翼升力起源这一最基本问题的物理基础.在对相关经典理论做批判性回顾之后,本文尽可能全面地澄清一些关键问题,特别强调粘性在升力与环量产生中的关键作用和涡量的因果性来源.由此得到了关于升力起源的一个统一、简洁和完整的理论框架.

摘要： 采用格子Boltzmann方法(LBM)的多松弛(MRT)模型和笛卡尔网格，通过引入曲边插值边界处理方法YMS格式，分别对Re=40，Ma=0.1下的圆柱绕流和Re=500，Ma=0.1，α=0°下的NACA0012翼型绕流进行了数值模拟和对比研究，两者的结果与文献中的数值结果均吻合得很好。证明了这种方法适用于低雷诺数粘性流动数的值模拟，为以后复杂流动的模拟提供了一种有效的途径。

摘要： 针对结构网格很难处理复杂外形和非结构网格无法计算具有边界层的粘性流动的缺点,本文发展了基于混合网格格点的隐式算法,成功地解决了在工程应用中难于处理的复杂外形粘性流场计算和效率问题。同时针对大规模的工程问题,发展了基于MPI通信技术的并行计算方法。其中空间离散采用基于Roe格式发展的三阶迎风HLLEW(Harten-Lax-Van Leer-Einfeldt-Wada)或AUSM格式,时间推进采用基于DP-LUR(Data-Parallel Lower-Upper Relaxation)格式的隐式算法,计算CFL数可取到10万量级,相对常规的显式时间推进方法,大大地提高了计算效率。所发展的方法首先对M6机翼模型流场进行有粘和无粘计算,验证了方法的可靠性;然后对DLR-F6翼-身组合体进行混合网格粘性流动计算与无粘流动计算结果进行比较,进一步验证混合网格方法。

摘要： 为有效地提高包装膜的透气率,基于原包装膜而进行后加工制孔是近年来采用的主要技术手段之一.本文探讨了该类型微孔膜的透气机理,基于气体的渗透与粘性流动理论,建立微孔膜硬质盒包装、袋包装内外气体交换模型.理论分析了包装型式、微孔参数对包装内气份变化的影响.结果表明,设置微孔可显著地提高包装内外气体的交换速率;包装型式对包装内气份的变化有影响但不显著;包装膜孔隙率、微孔孔径显著地影响包装内气份变化速率,且孔径大小对包装内气份变化的影响更为显著.

摘要： Roe格式是一种性能优异的CFD计算格式,本文基于此编写了流动求解程序.推导了一般坐标系中格式的表达式,并用程序求解无粘和粘性流动方程验证了算法的高效性和程序的可靠性。

摘要： 本文发展了一种符合完全粘性假设的叶型逆命题气动设计方法,该方法采用目标和当前压力分布的差计算一个虚拟速度驱动网格变形,直到获得满足目标压力分布的型线.将上述方法通过UDF与FLUENT软件结合搭建了逆命题设计平台,采用动网格技术实现叶片表面网格变形.采用本平台对一组叶栅和两组翼型进行逆命题计算验证,证明了本平台对于内流和外流问题的有效性.

摘要： 本文发展了一种符合完全粘性假设的叶型逆命题气动设计方法,该方法采用目标和当前压力分布的差计算一个虚拟速度驱动网格变形,直到获得满足目标压力分布的型线.将上述方法通过UDF与FLUENT软件结合搭建了逆命题设计平台,采用动网格技术实现叶片表面网格变形.采用本平台对一组叶栅和两组翼型进行逆命题计算验证,证明了本平台对于内流和外流问题的有效性.

摘要： 本文发展了一种符合完全粘性假设的叶型逆命题气动设计方法,该方法采用目标和当前压力分布的差计算一个虚拟速度驱动网格变形,直到获得满足目标压力分布的型线.将上述方法通过UDF与FLUENT软件结合搭建了逆命题设计平台,采用动网格技术实现叶片表面网格变形.采用本平台对一组叶栅和两组翼型进行逆命题计算验证,证明了本平台对于内流和外流问题的有效性.

摘要： 本文描述了被包括在计算设备内的风扇组装件。计算设备包括外壳(306)、支撑在外壳内的发热组件(308)、以及风扇组装件(300)。风扇组装件可操作以将由发热组件(308)生成的热量移出外壳(306)。风扇组装件(300)被支撑在外壳内。风扇组装件包括杆(310)和沿着该杆定位并固定于该杆的多个圆盘(320)。杆(310)和多个圆盘(320)可相对于外壳(306)绕旋转轴旋转。

摘要： 本发明公开了一种基于无网格人工粘性项处理浅水流动干湿动边界的方法，包括：选择合适的粘度参数，对保守形式的二维浅水波方程的间断区间采用无网格法人工粘性项增加粘性，得到具有无网格粘性项的控制方程；采用MacCormack法对无网格粘性项的控制方程的时间项进行离散；采用广义有限差分法对无网格粘性项的控制方程不同方向支持域下的空间项进行离散；根据无网格粘性项的控制方程边界条件，求解得到各计算点的物理量；采用时间推进法处理湿节点，完成干湿边界的模拟运动。本发明有益效果是：能够保持相对平滑的区域不受干扰时，平滑陡度较大的区域，有较强的激波捕捉能力，并能准确稳定的模拟具有移动干湿边界和复杂底坡的浅水流动。

摘要： 本发明涉及一种跨尺度的动压气体轴承间隙流动粘性热耗散仿真方法，包括介观尺度下建模和求解、宏观尺度下建模和求解；从介观层面借助格子Boltzmann方法尺度优势，实现高滑移情况下对动压气体轴承微小间隙由粘性热耗散引起的温度分布进行捕捉，并且综合考虑温度阶跃的影响；从宏观层面借助改良的Reynolds方程方法更加便捷高效地观测到粘性耗散热三维分布情况和局部热点聚集情况，并且与介观方法结果互为印证和补充。实现一种对动压气体轴承的粘性热耗散现象由宏观到局部，由概括到精细的数值模拟思路，兼顾了精度和效率。

摘要： 本发明公开了一种对流动方程中粘性项进行限制的方法，对于质量不满足计算要求的网格，通过对粘性项计算量值的公式进行优化，以及对计算所得的相邻网格夹角a最小值进行限制，进而减少计算过程的发散。本发明提供一种对流动方程中粘性项进行限制的方法，在流动方程的求解过程中，为了避免网格畸变带来的粘性项计算的不合理性，设计一种针对粘性项计算的限制器，避免CFD计算软件在网格质量较差是的计算发散，从而保证CFD计算软件的鲁棒性。

摘要： 本发明涉及包括以下的层复合物、特别地胶带：a)剥离衬垫，其由载体层以及特定的加成交联或自由基交联的硅酮压敏胶粘剂的非胶粘性硅酮涂层组成，和b)至少一个以下的层：在室温下具有低粘性的基于聚丙烯酸酯的胶粘剂，或者可热活化粘合的、在室温下不为压敏胶粘性的或仅为弱压敏胶粘性的胶粘剂。本发明还涉及如下的布置体作为剥离衬垫的用途：其包含载体层和先前陈述的特定的加成交联或自由基交联的硅酮压敏胶粘剂的硅酮涂层。

摘要： 本实用新型公开了一种燃煤流动粘性和粒径分布一体化检测装置，包括外框架和若干个振动筛，各振动筛分层布置于外框架内，在外框架上部设置有进料装置，底部设置接料装置。振动筛包括筛框和筛盘，筛框上下两端为敞口式，筛盘大小与筛框底端大小相同，筛盘位于筛框底部并部分与筛框固定连接。筛框框身上设立若干个连接臂，外框架内壁上固定有若干个称重装置，连接臂端部吊挂于称重装置的底部。每个筛盘上均布有许多直径相同的筛孔，各层振动筛内的筛孔直径从上到下逐层减小。在进料装置上设置有振动电机。上述结构可以筛选不同粒径的煤样并分别称重，以及对各层粘附的煤样进行分别称重。

摘要： 本实用新型公开了一种不影响粘性流体流动性和稳定性的插板式阀门，包括动力缸体帽子、动力缸体、活塞、弹簧和阀门底座，阀门底座包括底座连接板、安装柱和流体管道，安装柱设置在底座连接板下表面中心，流体管道贯穿安装柱中部，且与底座连接板平行设置，弹簧套入活塞的活塞杆，活塞的活塞杆下端贯穿底座连接板、安装柱上端和流体管道，且与其滑动连接，活塞设置在动力缸体内部，且与动力缸体配合安装，动力缸体下端设置有缸体连接板，动力缸体的缸体连接板与阀门底座的底座连接板通过螺栓固定连接，动力缸体帽子设置在动力缸体上端，本实用新型解决了现有技术粘性流体在通过普通阀门时，粘性流体的流动性和稳定性将受到较大影响的问题。

摘要： 本实用新型公开一种用于粘性液体流动性能评价的探头及装置，探头包括挤压板和与挤压板相连的连接杆，挤压板上设置有若干流通孔，挤压板的上侧边缘设置有上翼缘，上翼缘与挤压板形成容纳粘性液体的上容腔，挤压板的下侧边缘设置有下翼缘，下翼缘与挤压板形成容纳粘性液体的下容腔。探头向下移动时，通过下翼缘与挤压板组成的下容腔引导液体从挤压板上的流通孔中流过，从而判断其流动情况；探头向上移动时，通过上翼缘与挤压板组成的上容腔引导液体从挤压板上的流通孔中流过，并在探头完全离开液面时探头上的液体与容器中的液体会有粘连，通过流动情况以及粘连的特性来表征粘性液体的胶强度，从而更加全面地对粘性液体的流动性能进行评价。

摘要： 本发明公开了一种针对高雷诺数粘性流动问题的边界层高精度处理方法，利用高雷诺数粘性流动问题在边界层内和边界层外不同的流场变化特性，结合直接间断有限元方法能够灵活选取解函数空间的优点，提出一种基于多项式和指数函数耦合解空间的直接间断有限元方法，该方法在物面边界网格单元内使用基于指数函数空间的直接间断有限元方法，在外部网格单元内使用基于多项式空间的直接间断有限元方法，相比于传统的多项式空间，本发明提出的多项式和指数函数耦合解空间更符合高雷诺数流动问题的流场变化规律，能够利用较少的网格数得到高精度的流场值和流场变量壁面法向梯度值，减少对边界层内所需网格数的极端要求，提高计算效率。

摘要： 本发明公开了一种针对高雷诺数粘性流动问题的边界层高精度处理方法，利用高雷诺数粘性流动问题在边界层内和边界层外不同的流场变化特性，结合直接间断有限元方法能够灵活选取解函数空间的优点，提出一种基于多项式和指数函数耦合解空间的直接间断有限元方法，该方法在物面边界网格单元内使用基于指数函数空间的直接间断有限元方法，在外部网格单元内使用基于多项式空间的直接间断有限元方法，相比于传统的多项式空间，本发明提出的多项式和指数函数耦合解空间更符合高雷诺数流动问题的流场变化规律，能够利用较少的网格数得到高精度的流场值和流场变量壁面法向梯度值，减少对边界层内所需网格数的极端要求，提高计算效率。