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谐波平衡法在低速非定常流模拟中的应用 被引量:2
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作者 杜鹏程 宁方飞 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期766-771,共6页
谐波平衡法是一种有效的周期性非定常流的计算方法.采用基于可压缩流的谐波平衡方程在计算低速不可压流动时,会由于对流通量计算格式中的数值粘性污染,降低解的精度和收敛性.采用预处理技术,使得基于可压缩流的谐波平衡方程可以直接用... 谐波平衡法是一种有效的周期性非定常流的计算方法.采用基于可压缩流的谐波平衡方程在计算低速不可压流动时,会由于对流通量计算格式中的数值粘性污染,降低解的精度和收敛性.采用预处理技术,使得基于可压缩流的谐波平衡方程可以直接用于低速周期性非定常流的计算中.选取典型的不可压方腔驱动流和低雷诺数圆柱绕流为例进行了时间推进法和谐波平衡法的计算对比.计算结果表明预处理后的谐波平衡方程适合于低速流的计算,在谐波平衡法中采用较少阶数的谐波计算就可以还原出几乎准确的非定常流场. 展开更多
关键词 周期性非定常流 谐波平衡法 低速预处理 方腔驱动流 圆柱绕流
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Improving the Stability of theMultiple-Relaxation-Time Lattice Boltzmann Method by a Viscosity Counteracting Approach 被引量:1
2
作者 Chunze Zhang Yongguang Cheng +1 位作者 Shan Huang Jiayang Wu 《Advances in Applied Mathematics and Mechanics》 SCIE 2016年第1期37-51,共15页
Numerical instability may occur when simulating high Reynolds number flows by the lattice Boltzmann method(LBM).The multiple-relaxation-time(MRT)model of the LBM can improve the accuracy and stability,but is still sub... Numerical instability may occur when simulating high Reynolds number flows by the lattice Boltzmann method(LBM).The multiple-relaxation-time(MRT)model of the LBM can improve the accuracy and stability,but is still subject to numerical instability when simulating flows with large single-grid Reynolds number(Reynolds number/grid number).The viscosity counteracting approach proposed recently is a method of enhancing the stability of the LBM.However,its effectiveness was only verified in the single-relaxation-time model of the LBM(SRT-LBM).This paper aims to propose the viscosity counteracting approach for the multiple-relaxationtime model(MRT-LBM)and analyze its numerical characteristics.The verification is conducted by simulating some benchmark cases:the two-dimensional(2D)lid-driven cavity flow,Poiseuille flow,Taylor-Green vortex flow and Couette flow,and threedimensional(3D)rectangular jet.Qualitative and Quantitative comparisons show that the viscosity counteracting approach for the MRT-LBMhas better accuracy and stability than that for the SRT-LBM. 展开更多
关键词 Multiple-relaxation-time lattice Boltzmann method viscosity counteracting high Reynolds number flow Poiseuille flow Couette flow Taylor-Green vortex flow lid-driven cavity flow.
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顶盖驱动流中胶束形态变化的耗散粒子动力学研究 被引量:2
3
作者 尤莉艳 赵英 +1 位作者 王帅 吕中元 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1784-1788,共5页
利用耗散粒子动力学模拟方法研究了顶盖驱动方腔流条件下,线性两嵌段共聚物胶束形态的变化.结果表明弱的流场对胶束的形态影响不大,但是在中等强度流场的作用下,小胶束会融合并形成条状胶束,而在很强的流场作用下,胶束会被破坏而形成体... 利用耗散粒子动力学模拟方法研究了顶盖驱动方腔流条件下,线性两嵌段共聚物胶束形态的变化.结果表明弱的流场对胶束的形态影响不大,但是在中等强度流场的作用下,小胶束会融合并形成条状胶束,而在很强的流场作用下,胶束会被破坏而形成体积更小的球状胶束. 展开更多
关键词 顶盖驱动流 嵌段共聚物 胶束 耗散粒子动力学
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基于格子Boltzmann方法的幂律流体二维顶盖驱动流转捩研究 被引量:2
4
作者 张恒 任峰 胡海豹 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第18期219-227,共9页
研究非牛顿流体转捩问题,可为调控非牛顿流体动力特性提供理论基础.相对于牛顿流体转捩问题,非牛顿流体转捩研究较少,缺乏转捩雷诺数精细预报方法.论文以格子Boltzmann方法为核心求解器,以典型非牛顿流体幂律模型为例,开展了幂律流体二... 研究非牛顿流体转捩问题,可为调控非牛顿流体动力特性提供理论基础.相对于牛顿流体转捩问题,非牛顿流体转捩研究较少,缺乏转捩雷诺数精细预报方法.论文以格子Boltzmann方法为核心求解器,以典型非牛顿流体幂律模型为例,开展了幂律流体二维顶盖驱动流转捩模拟,给出剪切变稀和剪切增稠流体的第一转捩雷诺数,并分析了转捩雷诺数附近流场时频域特性及模态分布.结果表明,剪切变稀流体和剪切增稠流体的第一转捩雷诺数与牛顿流体差异显著,且在转捩临界雷诺数附近监控点处速度分量均呈现周期性变化趋势.通过对流场速度和涡量的本征正交分解发现,不同类型的流体在转捩临界雷诺数附近,前两阶模态均为流场的主模态,能量占比超过95%,且同类型流体不同雷诺数的主模态间具有相似的结构. 展开更多
关键词 幂律流体 转捩 格子 BOLTZMANN 方法 顶盖驱动流
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单个中性球形颗粒在三维方腔中的运动 被引量:1
5
作者 李洋 夏振华 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期109-119,I0002,共12页
采用多松弛格子Boltzmann方法模拟了单个中性球形颗粒在三维顶盖驱动方腔流中的运动。考虑了展向弱受限的对称边界和强受限的固壁边界两种情况下初始位置、颗粒大小以及雷诺数的影响。对于展向弱受限的情形,发现颗粒的初始位置显著影响... 采用多松弛格子Boltzmann方法模拟了单个中性球形颗粒在三维顶盖驱动方腔流中的运动。考虑了展向弱受限的对称边界和强受限的固壁边界两种情况下初始位置、颗粒大小以及雷诺数的影响。对于展向弱受限的情形,发现颗粒的初始位置显著影响着最终的运动轨迹。根据相图被划分为三个区域:外层稳定区、内层稳定区以及涡中心区域。通过对颗粒受力的分解解释了其在极限环上运动的机理。此外,还详细介绍了球形颗粒在极限环上的顺时针旋转运动。随着雷诺数的增加,颗粒逐渐向外围靠近,不断旋转达到相应的极限环轨迹。对于选定的初始位置,观察到在高雷诺数时大颗粒向外迁移,而在低雷诺数时大颗粒的极限环靠近涡中心。对于展向强受限的情形,极限环与颗粒的初始位置无关。随着雷诺数的增加,除方腔左上角外,极限环轨迹有向外迁移的趋势。最后,随着颗粒尺寸的增大,极限环向方腔内部收缩。 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 顶盖驱动流 方腔 中性悬浮 球形颗粒
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A Third-Order Upwind Compact Scheme on Curvilinear Meshes for the Incompressible Navier-Stokes Equations 被引量:1
6
作者 Abdullah Shah Hong Guo Li Yuan 《Communications in Computational Physics》 SCIE 2009年第2期712-729,共18页
This paper presents a new version of the upwind compact finite difference scheme for solving the incompressible Navier-Stokes equations in generalized curvilinear coordinates.The artificial compressibility approach is... This paper presents a new version of the upwind compact finite difference scheme for solving the incompressible Navier-Stokes equations in generalized curvilinear coordinates.The artificial compressibility approach is used,which transforms the elliptic-parabolic equations into the hyperbolic-parabolic ones so that flux difference splitting can be applied.The convective terms are approximated by a third-order upwind compact scheme implemented with flux difference splitting,and the viscous terms are approximated by a fourth-order central compact scheme.The solution algorithm used is the Beam-Warming approximate factorization scheme.Numerical solutions to benchmark problems of the steady plane Couette-Poiseuille flow,the liddriven cavity flow,and the constricting channel flow with varying geometry are presented.The computed results are found in good agreement with established analytical and numerical results.The third-order accuracy of the scheme is verified on uniform rectangular meshes. 展开更多
关键词 Upwind compact difference flux difference splitting incompressible Navier-Stokes equations artificial compressibility lid-driven cavity flow
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基于修正格子Boltzmann方法的大雷诺数Herschel-Bulkley流动分析
7
作者 吴伟伟 黄筱调 +1 位作者 方成刚 袁鸿 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2615-2621,共7页
传统LBM方法在用来分析大雷诺数非牛顿流体时,体现出较低的稳定性和精度,当逐步增大雷诺数到一定数值时,此种现象更为突出。文中针对这个问题,提出一种修正LBM可以有效提高大雷诺数的Herschel-Bulkley流体流动分析时的稳定性和精度,将He... 传统LBM方法在用来分析大雷诺数非牛顿流体时,体现出较低的稳定性和精度,当逐步增大雷诺数到一定数值时,此种现象更为突出。文中针对这个问题,提出一种修正LBM可以有效提高大雷诺数的Herschel-Bulkley流体流动分析时的稳定性和精度,将Herschel-Bulkley流体的非牛顿性看作一项特殊的外力项,并将上述提出的方法应用于顶盖驱动流的数值模拟分析中,讨论了在剪切变稀和剪切增稠两种情况下,逐步增大雷诺数时流线图以及主涡中心位置的变化,结果证明提出的方法可以有效应用于大雷诺数Herschel-Bulkley流体流动的分析中。为了验证此方法的可行性,利用泊肃叶流的理论解与上述方法的数值解进行对比,并分析了初始屈服应力,幂律指数以及格子大小对LBM数值模拟结果的影响。 展开更多
关键词 Herschel-Bulkley流体 大雷诺数 修正LBM 顶盖驱动流 泊肃叶流
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A Simplified Lattice Boltzmann Method for Turbulent Flow Simulation
8
作者 Lan Jiang Xiangyu Gu Jie Wu 《Advances in Applied Mathematics and Mechanics》 SCIE 2022年第5期1040-1058,共19页
To simulate the incompressible turbulent flows,two models,known as the simplified and highly stable lattice Boltzmann method(SHSLBM)and large eddy simulation(LES)model,are employed in this paper.The SHSLBM was develop... To simulate the incompressible turbulent flows,two models,known as the simplified and highly stable lattice Boltzmann method(SHSLBM)and large eddy simulation(LES)model,are employed in this paper.The SHSLBM was developed for simulating incompressible viscous flows and showed great performance in numerical stability at high Reynolds numbers,which means that this model is capable of dealing with turbulent flows by adding the turbulence model.Therefore,the LES model is combined with SHSLBM.Inspired by the less amount of grids required for SHSLBM,a local grid refinement method is used at relatively high Reynolds numbers to improve computational efficiency.Several benchmark cases are simulated and the obtained numerical results are compared with the available results in literature,which show excellent agreement together with greater computational performance than other algorithms. 展开更多
关键词 SHSLBM LES model refined mesh lid-driven cavity flow cavity flow
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Mixed Convection Heat Transfer for Nanofluids in a Lid-Driven Shallow Rectangular Cavity Uniformly Heated and Cooled from the Vertical Sides:The Opposing Case
9
作者 Hassan El Harfi Mohamed Naimi +2 位作者 Mohamed Lamsaadi Abdelghani Raji Mohammed Hasnaoui 《Journal of Electronics Cooling and Thermal Control》 2013年第3期111-130,共20页
An investigation on flow and heat transfer due to mixed convection, in a lid-driven rectangular cavity filled with Cu- water nanofluids and submitted to uniform heat flux along with its vertical short sides, has been ... An investigation on flow and heat transfer due to mixed convection, in a lid-driven rectangular cavity filled with Cu- water nanofluids and submitted to uniform heat flux along with its vertical short sides, has been conducted numerically by solving the full governing equations with the finite volume method and the SIMPLER algorithm. In the case of a slender enclosure, these equations are considerably reduced by using the parallel flow concept. Solutions, for the flow and temperature fields, and the heat transfer rate, have been obtained depending on the governing parameters, which are the Reynolds, the Richardson numbers and the solid volume fraction of nanoparticles. A perfect agreement has been found between the results of the two approaches for a wide range of the abovementioned parameters. It has been shown that at low and high Richardson numbers, the convection is ensured by lid and buoyancy-driven effects, respectively, whereas between these extremes, both mechanisms compete. Moreover, the addition of Cu-nanoparticles, into the pure water, has been seen enhancing and degrading heat transfer by lid and buoyancy-driven effects, respectively. 展开更多
关键词 Component Nanofluids Mixed Convection Heat Transfer lid-driven Cavity Parallel flow Assumption Finite Volume Method
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基于SPH方法的瞬态粘弹性流体的数值模拟 被引量:8
10
作者 杨波 欧阳洁 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期679-684,共6页
运用SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)方法模拟基于Oldroyd-B模型的平面突然起动Couette流,通过数值解与解析解的比较,验证SPH方法模拟瞬态粘弹性流动的准确性;且对基于Oldroyd-B模型的方腔驱动流进行SPH模拟.采用一种新的固壁边... 运用SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)方法模拟基于Oldroyd-B模型的平面突然起动Couette流,通过数值解与解析解的比较,验证SPH方法模拟瞬态粘弹性流动的准确性;且对基于Oldroyd-B模型的方腔驱动流进行SPH模拟.采用一种新的固壁边界处理方法,有效地防止了粒子穿透,提高数值计算的准确性.用数值算例验证SPH方法对粘弹性流体模拟的有效性和稳定性. 展开更多
关键词 光滑粒子动力学 粘弹性 Oldroyd—B 瞬态 COUETTE流 方腔驱动流
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任意精度的三点紧致显格式及其在CFD中的应用 被引量:6
11
作者 林建国 谢志华 +1 位作者 周俊陶 林建忠(推荐) 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2007年第7期843-852,共10页
通过在泰勒级数展开中运用逐阶迭代的方法,推导出了空间任意精度的三点紧致显格式的表达式,又由Fourier分析法得到了格式的数值弥散和耗散特性.与以往的高精度紧致差分格式不同,提出的格式不用隐式求解代数方程组并且可以达到任意精度.... 通过在泰勒级数展开中运用逐阶迭代的方法,推导出了空间任意精度的三点紧致显格式的表达式,又由Fourier分析法得到了格式的数值弥散和耗散特性.与以往的高精度紧致差分格式不同,提出的格式不用隐式求解代数方程组并且可以达到任意精度.通过方波问题和顶盖方腔流的算例表明,格式在稀疏网格下可以得到很高的精度,不仅能节省计算量,而且易于编程,有很高的计算效率. 展开更多
关键词 任意精度 紧致 三节点 显格式 方腔流
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Simulating high Reynolds number flow in two-dimensional lid-driven cavity by multi-relaxation-time lattice Boltzmann method 被引量:4
12
作者 柴振华 施保昌 郑林 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2006年第8期1855-1863,共9页
By coupling the non-equilibrium extrapolation scheme for boundary condition with the multi-relaxation-time lattice Boltzmann method, this paper finds that the stability of the multi-relaxation-time model can be improv... By coupling the non-equilibrium extrapolation scheme for boundary condition with the multi-relaxation-time lattice Boltzmann method, this paper finds that the stability of the multi-relaxation-time model can be improved greatly, especially on simulating high Reynolds number (Re) flow. As a discovery, the super-stability analysed by Lallemand and Luo is verified and the complex structure of the cavity flow is also exhibited in our numerical simulation when Re is high enough. To the best knowledge of the authors, the maximum of Re which has been investigated by direct numerical simulation is only around 50 000 in the literature; however, this paper can readily extend the maximum to 1000 000 with the above combination. 展开更多
关键词 multi-relaxation-time lattice Boltzmann method non-equilibrium extrapolation scheme high Reynolds number lid-driven cavity flow
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双板驱动矩形空腔STOKES流动的数值模拟 被引量:3
13
作者 林长圣 《南京工程学院学报(自然科学版)》 2004年第4期29-35,共7页
用边界元方法对A =1.5 ,s为任意值时的双板驱动矩形空腔Stokes流动进行数值模拟 .研究了矩形空腔内涡旋生成和发展的规律 .数值计算结果表明 :在s的绝对值不太大的范围内 ,伴随s的增加 ,矩形空腔内涡旋的生成、发展过程可由s的 5个临界... 用边界元方法对A =1.5 ,s为任意值时的双板驱动矩形空腔Stokes流动进行数值模拟 .研究了矩形空腔内涡旋生成和发展的规律 .数值计算结果表明 :在s的绝对值不太大的范围内 ,伴随s的增加 ,矩形空腔内涡旋的生成、发展过程可由s的 5个临界点分成 6个阶段 .第一个临界点 ,s =- 8.5 5 ,1个涡旋变成 2个涡旋 .第二个临界点 ,s =- 0 .118,2个涡旋变成 1个涡旋 .第三个临界点 ,s =- 0 .0 0 0 1,1个涡旋变成 3个涡旋 .第四个临界点 ,s =0 .0 5 ,3个涡旋变成 2个涡旋 .第五个临界点 ,s=15 5 ,2个涡旋变成 3个涡旋 .s =- 1时的数值计算结果与理论分析结果以及实验结果比较完全一致 ,令人非常满意 .特别是 ,本文方法适用于不同高宽比和任意速率比的矩形空腔驱动流动问题 ,因此不但具有方法上的理论意义 ,而且数值计算结果还具有工程应用上的实际意义 . 展开更多
关键词 STOKES流动 临界点 矩形 数值计算 驱动流 边界元方法 数值模拟 绝对值 实际 行数
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高雷诺数顶盖驱动方腔流实验 被引量:3
14
作者 张金凤 常璐 马平亚 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期250-256,共7页
为得到高雷诺数(1×10^5-1×10^6)条件下顶盖驱动方腔水流流场和速度分布,设计了边长为0.2 m和0.5 m的立方腔,并利用粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry,PIV)对方腔流流场进行测量,分析方腔流流场特性和边壁对流... 为得到高雷诺数(1×10^5-1×10^6)条件下顶盖驱动方腔水流流场和速度分布,设计了边长为0.2 m和0.5 m的立方腔,并利用粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry,PIV)对方腔流流场进行测量,分析方腔流流场特性和边壁对流场影响规律。结果表明:雷诺数达到5×10^5时方腔流中主涡旋发生变形,雷诺数从5×10^5增大到1×10^6过程中,中间的初级涡旋(Primary eddy,PE)继续变形,并分裂成两个涡旋;随着雷诺数的增大,顺流次级涡旋(Downstream Secondary Eddy Region,DSE)区域面积缩小,雷诺数为5×10^5时DSE区域可看到成型的涡旋,当雷诺数为1×10^6时,DSE区域继续缩小,在同样条件下看不到成型的涡旋;雷诺数增大的过程中各边壁的边界层变薄,边壁对方腔流流场特性影响明显。 展开更多
关键词 顶盖驱动方腔流 雷诺数 粒子图像测速 流场 顺流次级涡旋
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不可压缩粘性流动的CBS有限元解法 被引量:3
15
作者 孙旭 张家忠 +1 位作者 周志宏 徐忠 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期862-867,共6页
对于二维不可压缩粘性流动,首先通过坐标变换的方式得到了的不含对流项的NS方程,并给出了CBS有限元方法求解的一般过程。结合一类同时含有压力和速度的出口边界条件,对方腔顶盖驱动流、后向台阶绕流和圆柱绕流进行了计算。所得结果与基... 对于二维不可压缩粘性流动,首先通过坐标变换的方式得到了的不含对流项的NS方程,并给出了CBS有限元方法求解的一般过程。结合一类同时含有压力和速度的出口边界条件,对方腔顶盖驱动流、后向台阶绕流和圆柱绕流进行了计算。所得结果与基准解符合良好,验证了CBS算法对于定常、非定常粘性不可压缩流动问题的可行性和所用出口边界条件的无反射特性。特别的,对于圆柱绕流,Re=100时非定常升、阻力系数及漩涡脱落等非定常都得到了较好地模拟,为一进步研究自激振动等更加复杂的非定常流动问题奠定了基础。 展开更多
关键词 CBS 有限元 方腔顶盖驱动流 后向台阶绕流 圆柱绕流
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动态混合器内流动和混合特性的CFD模拟 被引量:3
16
作者 黄凤磊 陈鹏 +3 位作者 王君豪 彭涵 李志鹏 高正明 《北京化工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期25-32,共8页
首先建立了动态混合器的三维实体模型,然后利用动态方腔拖曳流的粒子图像测速(PIV)流场实验检验了模拟方法的可靠性。在此基础上对动态混合器进行了计算流体力学(CFD)模拟,研究了进料量和操作转速对混合器内流动和混合特性的影响规律。... 首先建立了动态混合器的三维实体模型,然后利用动态方腔拖曳流的粒子图像测速(PIV)流场实验检验了模拟方法的可靠性。在此基础上对动态混合器进行了计算流体力学(CFD)模拟,研究了进料量和操作转速对混合器内流动和混合特性的影响规律。研究结果表明:动态混合器的高剪切速率主要集中在定转子交界处;动态混合器出口处的浓度分布标准差正比于质量流量,反比于转速。最后提出了一种评价动态混合器操作性能的新方法。 展开更多
关键词 动态混合器 CFD模拟 方腔拖曳流 粒子图像测速 混合特性
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镜像对称顶盖驱动方腔内流过渡流临界特性研究 被引量:2
17
作者 安博 孟欣雨 桑为民 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2409-2418,共10页
流场过渡流临界特性是指流场因流动状态改变而引起的流场物理特性变化.如流动从定常演化为非定常周期性时,流动处于过渡状态的物理性质.它从根本上决定了流动演化模式和流场特性等物理规律,对认清流动现象的形成机理有重要意义.本文在... 流场过渡流临界特性是指流场因流动状态改变而引起的流场物理特性变化.如流动从定常演化为非定常周期性时,流动处于过渡状态的物理性质.它从根本上决定了流动演化模式和流场特性等物理规律,对认清流动现象的形成机理有重要意义.本文在之前腔体内流流场过渡流临界特性研究的基础上,针对镜像对称顶盖驱动方腔内流开展数值模拟和流场稳定性分析研究,捕捉各流动分岔点,如Hopf流动分岔点和Neimark-Sacker流动分岔点等,并揭示其对流场特性的影响;分析流场演化模式,随着雷诺数增大从定常状态依次演化为非定常周期性流动、准周期性流动和湍流;揭示各种流动现象的形成机理,如流动滞后、对称性破坏、能量级串等;分析流场拓扑结构,阐明流场镜像对称性和流场稳定性的关系.本文研究成果有助于揭示该流场的物理特性,进一步完善了内流流场特性的研究.研究发现,针对本文镜像对称方腔顶盖驱动内流,流场稳定性的破坏总是以Hopf流动分岔点的出现而发生并且伴随着流场对称性的破坏;流场演化模式符合经典的Ruelle-Takens模式;流动从定常状态演化至非定常周期性流动时存在流动滞后现象. 展开更多
关键词 镜像对称顶盖驱动方腔 过渡流临界特性 流场稳定性 流场对称性 流动分岔点
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SUPG finite element method based on penalty function for lid-driven cavity flow up to Re = 27500 被引量:1
18
作者 Da-Guo Wang Qing-Xiang Shui 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第1期54-63,共10页
A streamline upwind/Petrov-Galerkin (SUPG) finite element method based on a penalty function is pro- posed for steady incompressible Navier-Stokes equations. The SUPG stabilization technique is employed for the for-... A streamline upwind/Petrov-Galerkin (SUPG) finite element method based on a penalty function is pro- posed for steady incompressible Navier-Stokes equations. The SUPG stabilization technique is employed for the for- mulation of momentum equations. Using the penalty function method, the continuity equation is simplified and the pres- sure of the momentum equations is eliminated. The lid-driven cavity flow problem is solved using the present model. It is shown that steady flow simulations are computable up to Re = 27500, and the present results agree well with previous solutions. Tabulated results for the properties of the primary vortex are also provided for benchmarking purposes. 展开更多
关键词 Streamline upwind/Petrov-Galerkin (SUPG)finite element method lid-driven cavity flow Penaltyfunction method High Reynolds number
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二维不可压缩Navier-Stokes方程的并行谱有限元法求解 被引量:2
19
作者 胡园园 谢江 张武 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2017年第1期42-47,共6页
针对不可压缩Navier-Stokes(N-S)方程求解过程中的有限元法存在计算网格量大、收敛速度慢的缺点,提出了基于面积坐标的三角网格剖分谱有限元法(TSFEM)并进一步给出了利用OpenMP对其并行化的方法。该算法结合谱方法和有限元法思想,选取... 针对不可压缩Navier-Stokes(N-S)方程求解过程中的有限元法存在计算网格量大、收敛速度慢的缺点,提出了基于面积坐标的三角网格剖分谱有限元法(TSFEM)并进一步给出了利用OpenMP对其并行化的方法。该算法结合谱方法和有限元法思想,选取具有无限光滑特性的指数函数取代传统有限元法中的多项式函数作为基函数,能够有效减少计算网格数量,提高算法的精度和收敛速度;利用面积坐标便于三角形单元计算的特点,选取三角单元作为计算单元,增强了适用性;在顶盖方腔驱动流问题上对该算法进行验证。实验结果表明,TSFEM较传统有限元法(FEM)无论是收敛速度还是计算效率都有了显著提高。 展开更多
关键词 不可压缩N-S方程 OPENMP 方腔驱动流 高精度 无穷收敛性
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深纵比对方腔过渡流临界特性的影响研究
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作者 安博 孟欣雨 +1 位作者 郭世鹏 桑为民 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1247-1256,共10页
流场过渡流临界特性是指流场因流动分岔而引起的流动状态和流场物理特性变化.它从根本上决定了流动演化模式和流场特性等物理规律,对解释复杂流动现象意义重大.文章针对不同深纵比(R∈[0.1,2.0])的顶盖驱动方腔内流开展数值模拟和流场... 流场过渡流临界特性是指流场因流动分岔而引起的流动状态和流场物理特性变化.它从根本上决定了流动演化模式和流场特性等物理规律,对解释复杂流动现象意义重大.文章针对不同深纵比(R∈[0.1,2.0])的顶盖驱动方腔内流开展数值模拟和流场稳定性分析研究.预测Hopf,Neimark-Sacker和period-doubling流动分岔及湍流始现的临界雷诺数;分析流场演化模式,发现对应不同的深纵比,有些流动遵循经典的Ruelle-Takens模式,有些流动则会由周期性流动跃变至湍流;捕捉和分析各种流动现象,如流场稳定性丧失、能量级串、流场拓扑结构变化规律等.研究成果对于揭示深纵比这一几何参数对腔体内流过渡流临界特性的影响规律意义重大,进一步完善了内流流场特性的研究.研究发现,Moffatt效应不仅存在于拥有尖锐夹角的内部流动中,也出现于挤压拉伸的狭长空间;无论是深腔还是浅腔,流场稳定性最初的破坏总是以Hopf流动分岔的出现而开始;就浅腔(R<1.0)而言,随着深纵比逐渐增加,Hopf流动分岔的临界雷诺数越来越小,流动更容易变为非定常状态,说明流场稳定性变得越来越容易被破坏;就深腔(R>1.0)而言,相较于经典方腔驱动内流(R=1.0),流场稳定性更容易丧失;沿纵向的几何外形拉伸并不是提升流场稳定性的强制约束. 展开更多
关键词 顶盖驱动方腔流动 过渡流临界特性 流场稳定性 深纵比 流动分岔
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