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《流体动力学》

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《流体动力学》是一本关注流体动力学领域最新进展的国际中文期刊，主要刊登流体动力学领域最新技术及成果展示的相关学术论文。支持思想创新、学术创新，倡导科学，繁荣学术，集学术性、思想性为一体，旨在为了给世界...查看详情>>
  • 主办单位汉斯出版社
  • 国际标准连续出版物号2328-0557
  • 出版周期季刊
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考虑变热传导系数和粘性系数的MHD驻点流问题研究
1
作者 李胜男 《流体动力学》 2016年第4期69-81,共13页
本文研究了考虑变热传导系数和粘性系数的二维定常MHD驻点流动问题。其中热传导系数和粘性系数是温度的函数。通过相似变换,将N-S控制方程组转化为常微分方程组;再利用打靶法计算此常微分方程组的数值解。分别对不同的磁场参数、流体粘... 本文研究了考虑变热传导系数和粘性系数的二维定常MHD驻点流动问题。其中热传导系数和粘性系数是温度的函数。通过相似变换,将N-S控制方程组转化为常微分方程组;再利用打靶法计算此常微分方程组的数值解。分别对不同的磁场参数、流体粘性参数和普朗特数进行了数值计算,详细分析了磁场效应和温度变化对壁面摩擦系数、壁面传热及流场特征等的影响。 展开更多
关键词 驻点流 MHD流 相似解 变热传导系数 变粘性系数
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高温高压水平井溢流模拟分析
2
作者 蒋凯 丁前 +2 位作者 朱海峰 夏强 孙小辉 《流体动力学》 2016年第4期82-92,共11页
水平井溢流后,气体在水平井段膨胀量小,溢流不容易发现,进入垂直井筒后,气体上升膨胀导致井涌快速发展,给井控造成困难。针对海上高温高压水平井的具体工况,考虑井筒温度场、漂移模型的特点以及水平井段与地层的耦合,结合气液两相流基... 水平井溢流后,气体在水平井段膨胀量小,溢流不容易发现,进入垂直井筒后,气体上升膨胀导致井涌快速发展,给井控造成困难。针对海上高温高压水平井的具体工况,考虑井筒温度场、漂移模型的特点以及水平井段与地层的耦合,结合气液两相流基本方程,建立了高温高压水平井井涌理论模型,并对不同时刻、不同地层欠压实、不同裸眼长度的海上高温高压水平井井涌进行了模拟。模拟结果表明:溢流早期,环空压力和截面含气率变化比较快;地层压力系数越高,泥浆池增量、环空压力和截面含气率变化越迅速;裸眼长度较小时,泥浆池增量、环空压力和截面含气率变化不明显,裸眼长度较大时,泥浆池增量、环空压力和截面含气率变化很快。 展开更多
关键词 高温高压 水平井 多相流 溢流模拟
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圆柱体涡激振动缩尺实验的相似关系研究 被引量：1
3
作者 周阳 黄维平 《流体动力学》 2014年第3期35-45,共11页
提出了一种基于雷诺相似的圆柱体涡激振动(VIV)实验方法。涡旋的泄放模式与雷诺数Re密切相关,目前圆柱体涡激振动的研究中,缩尺模型实验往往基于弗汝德相似而雷诺数不相似,因此,模型与原型的涡泄模式不同,由此可以推断,模型的涡激振动... 提出了一种基于雷诺相似的圆柱体涡激振动(VIV)实验方法。涡旋的泄放模式与雷诺数Re密切相关,目前圆柱体涡激振动的研究中,缩尺模型实验往往基于弗汝德相似而雷诺数不相似,因此,模型与原型的涡泄模式不同,由此可以推断,模型的涡激振动响应与原型不相似。这就意味着基于弗汝德相似准则的模型实验结果不能准确地预测原型的涡激振动响应。对基于雷诺数相似的模型与原型的涡激振动实验相似关系进行了推导,采用CFD方法对原型和3种不同相似准则条件下的缩尺模型进行了涡激振动仿真计算, 同时引入实验进行对比。数模结果表明,仅满足雷诺数相似的模型与原型的涡泄模式相似,这个结果与弗汝德数和雷诺数均相似的结果一致,而仅弗汝德数相似条件下,模型与原型之间的涡泄模式和尾流场完全不同。实验结果表明,仅满足雷诺数相似时,模型与原型涡泄周期满足相应缩尺比,而仅满足傅汝德数相似时,模型与原型涡泄周期不满足相应缩尺比。因此,缩尺实验中仅满足傅汝德数相似模型的涡激振动特性不可能与原型相似,应采用雷诺相似准则。 展开更多
关键词 涡激振动 圆柱体 CFD 雷诺相似 弗汝德相似
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D井区精细注水劈分方法适应性研究
4
作者 王龙 尹洪军 +1 位作者 张俊廷 赵欢 《流体动力学》 2014年第3期46-51,共6页
如何合理有效地确定分层注水量是注水调整过程中一个重要的研究方面。尤其是对于多层砂岩油层,层间非均质性较为严重,劈分的好坏将直接影响到开发效果。确定单井单层合理注水量,一方面可以有效地控制油井含水上升、减缓层间矛盾;另一方... 如何合理有效地确定分层注水量是注水调整过程中一个重要的研究方面。尤其是对于多层砂岩油层,层间非均质性较为严重,劈分的好坏将直接影响到开发效果。确定单井单层合理注水量,一方面可以有效地控制油井含水上升、减缓层间矛盾;另一方面可以减少无效注水、缓解采油和地面集输处理的工作负荷。常用的计算分层注水量劈分方法有有效厚度法、地层系数法、渗流阻力系数法及劈分系数法。本文将以上几种方法同时应用在D井区上,计算得到不同劈分方法的分层注水量。通过将劈分结果与吸水剖面资料对比,确定出劈分系数法是D井区的合理注水量劈分方法。 展开更多
关键词 劈分系数法 渗流阻力系数法 分层注水 精细注水 注水调整
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Spar平台抗风特性数值模拟研究
5
作者 沈文君 《流体动力学》 2017年第2期39-46,共8页
本文基于Navier-Stokes方程,采用CFD仿真分析软件对Spar平台上部模块的外流场进行了数值风洞模拟。选用三维稳态隐式解法,通过二阶迎风格式对控制方程进行离散,压力和速度耦合采用SIMPLE算法,针对不同风向和不同风速的工况组合,得到了S... 本文基于Navier-Stokes方程,采用CFD仿真分析软件对Spar平台上部模块的外流场进行了数值风洞模拟。选用三维稳态隐式解法,通过二阶迎风格式对控制方程进行离散,压力和速度耦合采用SIMPLE算法,针对不同风向和不同风速的工况组合,得到了Spar平台整体所受的风载荷,并与采用经验公式计算该平台的风载荷进行了对比分析。 展开更多
关键词 风载荷 CFD SPAR平台 数值风洞
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流体力学数值模拟方法在增强型地热系统的应用分析 被引量：4
6
作者 高诚 计秉玉 +2 位作者 张汝生 牛骏 张乐 《流体动力学》 2017年第2期47-55,共9页
增强型地热系统(EGS)作为地热资源重要的开发形式,储量十分丰富,开发利用前景广阔,所以EGS的开发利用引起国际社会和研究领域的广泛关注。本文从孔隙尺度(PSM)、岩心尺度(CSM)到场地尺度(FSM)3种流体力学模拟方法展开分析,阐述了不同数... 增强型地热系统(EGS)作为地热资源重要的开发形式,储量十分丰富,开发利用前景广阔,所以EGS的开发利用引起国际社会和研究领域的广泛关注。本文从孔隙尺度(PSM)、岩心尺度(CSM)到场地尺度(FSM)3种流体力学模拟方法展开分析,阐述了不同数值方法在增强型地热系统的应用现状、技术优势和存在的问题。认为可将PSM方法作为基础模型,3种不同尺度的数值模拟方法有机协同地联系在一起,为基于增强型地热系统的数值模拟方法研究指明了方向。 展开更多
关键词 增强型地热系统 流体力学数值模拟 孔隙尺度 岩心尺度 场地尺度
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一维Euler方程的高分辨率有限体积格式
7
作者 康亦欣 谢桃枫 高巍 《流体动力学》 2017年第2期56-68,共13页
本文提出一种高精度有限体积格式数值求解一维Euler方程。为克服线性高阶格式在解的间断附近产生非物理振荡,作者利用Hermite插值多项式,结合对流有界性准则TVD和CBC构造了本文的数值格式。典型算例验证表明,本数值格式可以很好的计算一... 本文提出一种高精度有限体积格式数值求解一维Euler方程。为克服线性高阶格式在解的间断附近产生非物理振荡,作者利用Hermite插值多项式,结合对流有界性准则TVD和CBC构造了本文的数值格式。典型算例验证表明,本数值格式可以很好的计算一维Euler方程的间断初值问题。 展开更多
关键词 EULER方程 HERMITE插值 高阶格式 CBC TVD
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具有挡板的管流中Karman涡街的并行格子Boltzmann模拟
8
作者 张建影 闫广武 《流体动力学》 2017年第2期69-75,共7页
本文应用格子Boltzmann方法对具有挡板二维管道中的Karman涡街进行了数值模拟,采用并行计算模式得到了在不同雷诺数不同时间步的情况下的涡线图,计算结果较好地再现了已有的数值结果。
关键词 格子BOLTZMANN方法 并行计算 二维平板绕流 Karman涡街
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金属溶液雾化器中气体流场的计算模拟与分析 被引量：1
9
作者 马依凡 张召明 《流体动力学》 2017年第2期76-82,共7页
本文基于一种旋涡环缝式雾化器,采用Catia建立实体模型,ICEM对模型进行网格划分,Fluent进行对气流流场的数值模拟计算,研究了气体流过雾化器内部的流动过程以及气流从雾化器环缝喷嘴喷出后的射流流场特性。研究发现气流在雾化器内部的... 本文基于一种旋涡环缝式雾化器,采用Catia建立实体模型,ICEM对模型进行网格划分,Fluent进行对气流流场的数值模拟计算,研究了气体流过雾化器内部的流动过程以及气流从雾化器环缝喷嘴喷出后的射流流场特性。研究发现气流在雾化器内部的流动存在漩涡,从雾化器环缝喷嘴喷出后,射流呈空心的对顶气锥形态,且存在一个旋度。沿喷射方向,射流流速逐渐减小,射流宽度增加。通过对雾化器流场的计算模拟分析,可以为改进该雾化器雾化性能提供依据。 展开更多
关键词 金属溶液 雾化器 射流 数值模拟
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求解不可压缩Navier-Stokes方程的GLS平面八节点单元
10
作者 魏晓娟 刘力菱 +2 位作者 谢凌志 易丽清 魏泳涛 《流体动力学》 2013年第2期15-20,共6页
给出了求解不可压缩Navier-Stokes方程的GLS平面八节点单元的“单元长度”的定义和相应的逆估计常数,由此可计算出该单元的GLS稳定因子。给出的“单元长度”只依赖单元形状且易于计算;各种形状的直边四边形单元的逆估计常数的最大值由... 给出了求解不可压缩Navier-Stokes方程的GLS平面八节点单元的“单元长度”的定义和相应的逆估计常数,由此可计算出该单元的GLS稳定因子。给出的“单元长度”只依赖单元形状且易于计算;各种形状的直边四边形单元的逆估计常数的最大值由遗传算法得出。对Reynolds数为20,000的方腔上盖板流的数值模拟表明,本文所提出的单元长度和逆估计常数的正确性。 展开更多
关键词 Galerkin/最小二乘有限元 稳定因子 单元长度 逆估计常数
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一种基于多尺度分析和非线性滤波的光流算法 被引量：1
11
作者 史宝成 魏进家 庞明军 《流体动力学》 2013年第2期21-25,共5页
PIV后处理技术对于PIV流场实验测量的结果有着重要的影响而成为研究热点。传统的互相关算法有着许多先天缺陷,本文提出的基于多尺度分析和非线性滤波的修正光流算法能够克服这些的缺陷,该算法以多层细化理论为基础,对低分辨率序列采用... PIV后处理技术对于PIV流场实验测量的结果有着重要的影响而成为研究热点。传统的互相关算法有着许多先天缺陷,本文提出的基于多尺度分析和非线性滤波的修正光流算法能够克服这些的缺陷,该算法以多层细化理论为基础,对低分辨率序列采用同性扩散算法,而高分辨率序列采用非线性扩散方法。同时,该算法被应用到实际测量的二维向上槽道流PIV图像中,结果表明该算法对于PIV图像的后处理具有良好的性能和可靠性。 展开更多
关键词 光流算法 PIV 多尺度分析
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非定常Stokes方程的稳定化CN有限体积元格式
12
作者 李宏 赵智慧 罗振东 《流体动力学》 2013年第2期26-33,共8页
建立二维非定常Stokes方程的时间二阶精度的稳定化Crank-Nicolson (CN)有限体积元格式, 并给出其稳定化CN有限体积元解的误差估计。数值实验说明时间二阶精度的稳定化CN有限体积元格式比时间一阶精度格式更优越, 从而表明稳定化CN有限... 建立二维非定常Stokes方程的时间二阶精度的稳定化Crank-Nicolson (CN)有限体积元格式, 并给出其稳定化CN有限体积元解的误差估计。数值实验说明时间二阶精度的稳定化CN有限体积元格式比时间一阶精度格式更优越, 从而表明稳定化CN有限体积元格式对于求解非定常Stokes方程的数值解是有效可行的。 展开更多
关键词 STOKES方程 稳定化Crank-Nicolson有限体积元格式 误差估计
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多级网格迭代的图像变形算法在PIV中的应用 被引量：1
13
作者 陈槐 钟强 +1 位作者 李丹勋 王兴奎 《流体动力学》 2013年第2期34-39,共6页
本文简述了多级网格迭代的图像变形算法的发展,重点介绍了多级网格迭代算法与图像变形算法匹配进行流场分析的基本原理及计算步骤。对算法的各主要环节进行了详细的讨论,包括相关系数峰值拟合方法,图形变形的速度场插值方法,亚像素点灰... 本文简述了多级网格迭代的图像变形算法的发展,重点介绍了多级网格迭代算法与图像变形算法匹配进行流场分析的基本原理及计算步骤。对算法的各主要环节进行了详细的讨论,包括相关系数峰值拟合方法,图形变形的速度场插值方法,亚像素点灰度插值方法,数据剔错方法及窗函数的应用。 展开更多
关键词 多级网格 迭代 图像变形 PIV
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基于Weilbull分布参数的风机翼型气动特性研究 被引量：1
14
作者 衣丰艳 张立伟 +1 位作者 艾晓飞 刘永辉 《流体动力学》 2016年第1期1-7,共7页
风力发电机翼型的气动特性直接影响其效率。本文采用CFD方法对NACA4415翼型的气动特性进行了研究。针对某地区的风速分布特性,采用双参数Weibull函数的方法获得其风速分布概率,采用CFD技术建立了基于Weibull分布参数下翼型的气动特性的... 风力发电机翼型的气动特性直接影响其效率。本文采用CFD方法对NACA4415翼型的气动特性进行了研究。针对某地区的风速分布特性,采用双参数Weibull函数的方法获得其风速分布概率,采用CFD技术建立了基于Weibull分布参数下翼型的气动特性的数值模拟计算方法,在来流攻角为12?的情况下,获得了翼型的气动阻力、升力及阻力升力系数随Weibull分布参数的变化情况,建立了一种基于Weibull参数分布的实际风速情况下翼型气动特性的方法。 展开更多
关键词 风力发电机 翼型 WEIBULL分布 Spalart-Allmaras模型
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阻力系数的研究
15
作者 赵振国 黄春花 《流体动力学》 2016年第1期8-18,共11页
本文对尼库拉兹、穆迪和蔡克士达等三个阻力系数图作了评述,指出了这些图中存在的问题。文中指出,在矩形明渠中不存在像尼库拉兹那样形式的阻力系数图。只有在二维明渠中,才存在像尼库拉兹那样形式的阻力系数图,并在文中给出了二维明渠... 本文对尼库拉兹、穆迪和蔡克士达等三个阻力系数图作了评述,指出了这些图中存在的问题。文中指出,在矩形明渠中不存在像尼库拉兹那样形式的阻力系数图。只有在二维明渠中,才存在像尼库拉兹那样形式的阻力系数图,并在文中给出了二维明渠均匀流的阻力系数图。利用所给图中粗糙平面上的阻力系数公式,计算了二维粗糙渠道均匀流的流速,并和蔡克士达的宽浅矩形渠道中的试验结果相比较,差值在4%以内。 展开更多
关键词 二维明渠流 阻力系数图 均匀流
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土的压缩试验中时间与荷载对土的变形量的影响
16
作者 孙小梅 慕哲哲 李俭 《流体动力学》 2021年第4期81-88,共8页
在水利工程设计与施工的过程中,要对各种水利建筑的建基面处的地质与土质情况进行严格的实验来确定它的各种性质,比如压缩性、透水性、容重、孔隙率等;有些大坝则是直接用土石料来填筑,即使是在大坝修筑完成后依然要常常监测地基或者坝... 在水利工程设计与施工的过程中,要对各种水利建筑的建基面处的地质与土质情况进行严格的实验来确定它的各种性质,比如压缩性、透水性、容重、孔隙率等;有些大坝则是直接用土石料来填筑,即使是在大坝修筑完成后依然要常常监测地基或者坝体的透水及沉陷情况,因此对土的工程性质的认识提出了更高的要求。开展土力学实验——土的压缩试验为所需实验,以实验中记录的实验数据为统计量,再辅以应用统计学中的二元方差分析的知识,判断在压缩试验中时间和荷载对于土的压缩形变量的影响。从实验结果可知,对试验影响最大即最显著的是荷载因子,时间因子虽然对结果有影响但不显著。本研究结果对水利工程项目具有参考意义。 展开更多
关键词 压缩实验 荷载 形变量 二元方差分析
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圆柱绕流的湍流统计 被引量：1
17
作者 杨静远 丁桦 《流体动力学》 2022年第2期9-25,共17页
为了调查现有的湍流模型无法再现圆柱绕流湍流时的尾流处周期性摆动的问题,我们对三维不可压缩流体的圆柱绕流进行了直接数值仿真,并使用无惯性拉格朗日系粒子来观察湍流统计量的规律,此外我们还提取圆柱壁面的时序数据用以讨论扰动的... 为了调查现有的湍流模型无法再现圆柱绕流湍流时的尾流处周期性摆动的问题,我们对三维不可压缩流体的圆柱绕流进行了直接数值仿真,并使用无惯性拉格朗日系粒子来观察湍流统计量的规律,此外我们还提取圆柱壁面的时序数据用以讨论扰动的扩散问题。数值实验的结果显示:1) 高雷诺数情况下湍流动能和湍流动能耗散率会随时间发生剧烈震荡,这个震荡可能是圆柱壁面附近的扰动引起的;2) 湍流粘性模型要求的雷诺应力方向和速度剪切方向一致或者完全无关,但这个条件无法在圆柱绕流问题中得到满足。这些发现对我们将来改进湍流模型以得到更贴近实际的仿真结果可能有所帮助。 展开更多
关键词 圆柱绕流 湍流 统计特性
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非线性色散方程的局部间断Petrov-Galerkin 方法 被引量：2
18
作者 苏晟洁 高巍 《流体动力学》 2020年第4期53-61,共9页
本文给出数值求解非线性色散偏微分方程K(n, n)的一种方法。空间离散基于局部间断Petrov-Galerkin方法,时间离散基于三阶TVD Runge-Kutta方法。通过数值模拟试验证明该方法达到了最优收敛阶,能够较好地模拟紧孤子传播和碰撞等复杂波的... 本文给出数值求解非线性色散偏微分方程K(n, n)的一种方法。空间离散基于局部间断Petrov-Galerkin方法,时间离散基于三阶TVD Runge-Kutta方法。通过数值模拟试验证明该方法达到了最优收敛阶,能够较好地模拟紧孤子传播和碰撞等复杂波的相互作用。 展开更多
关键词 非线性色散偏微分方程 局部间断Petrov-Galerkin方法 紧孤子
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精子运动行为机理的CFD研究进展
19
作者 刘源 徐远清 +1 位作者 平庆伟 李想 《流体动力学》 2020年第4期62-70,共9页
精子的使命是寻找卵子将遗传信息传给下一代,其运动规律一直以来都是生殖科学的重点研究对象。由于实验方法的局限性,计算流体力学逐渐在精子运动特性模拟研究方面发挥重要作用。目前已有研究采用有限元、边界元等流体建模方法结合阻力... 精子的使命是寻找卵子将遗传信息传给下一代,其运动规律一直以来都是生殖科学的重点研究对象。由于实验方法的局限性,计算流体力学逐渐在精子运动特性模拟研究方面发挥重要作用。目前已有研究采用有限元、边界元等流体建模方法结合阻力理论、浸入边界等流固耦合方法研究精子的鞭毛运动、导航特性、相互作用等机理。本文对精子运动机理研究现状以及相关CFD模拟研究进行了总结论述,介绍了研究中各类方法及相关应用,并在此基础上对未来精子CFD模拟研究的发展进行了展望。 展开更多
关键词 计算流体力学 精子模拟 生殖科学 精子运动特性
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CARRC模型间距对缝隙流流场特性的影响
20
作者 莫玉凡 《流体动力学》 2020年第4期71-79,共9页
为了研究建筑物间距对流场特性的影响,本次试验采用两个缩尺比同为1:100的CARRC模型,通过改变两个CARRC模型的间距比,运用三维脉动风速仪测得了风速时程,进而得到了不同间距比和高度比下并列CARRC模型周围流场的湍流积分尺度和湍流强度... 为了研究建筑物间距对流场特性的影响,本次试验采用两个缩尺比同为1:100的CARRC模型,通过改变两个CARRC模型的间距比,运用三维脉动风速仪测得了风速时程,进而得到了不同间距比和高度比下并列CARRC模型周围流场的湍流积分尺度和湍流强度。并对各个测点处的湍流强度和湍流积分尺度进行了分析。结果表明:测点4处的积分尺度随模型距比增大而减小,湍流强度随模型间距比增大而增大;测点1、测点2、测点3的积分尺度随模型间距比增大而增大,湍流度随模型间距比增大而减小。 展开更多
关键词 CARRC模型 风洞试验 湍流积分尺度 湍流强度
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