二维均匀流悬沙垂向扩散系数的实验研究

利用波-流-泥沙实验水槽,进行二维均匀流输沙实验,研究悬沙浓度垂向分布、悬沙扩散系数及其垂向分布.结果表明,悬沙浓度沿垂线分布与Rouse公式吻合良好;悬沙垂向扩散系数与水流紊动垂向扩散系数成正比;悬沙垂向扩散系数的垂向分布可用抛物线描述,其最大值与水动力和泥沙条件紧密相关.     

用边界元法计算二维定常可压缩势流

本文采用摄动法和迭代法,将二维定常可压缩势流的流函数的非线性方程化为线性方程,然后用边界元法求解。分别计算翼型绕流和平面叶栅流动问题,计算结果与实验和其他方法的结果进行比较,结果是满意的。     

基于二维变形体入水的滑行艇水动力研究

为寻找准确便捷估算滑行艇水动力的方法,在二维半理论的简化模型下,通过CFD方法建立气液二相流VOF模型,数值模拟二维变形体入水砰击过程,对滑行艇稳定直航状态下的动升力进行研究.为验证数值模型精度,首先对二维楔形体入水进行数值模拟,并将得到的砰击参数与理论近似解结果进行比较,进而根据船模实验中的航行姿态,将三维船体稳定直航简化为二维变形横剖面入水过程并通过动网格技术进行数值模拟.将变形横剖面入水不同时刻的动升力沿船长方向对应的横剖面位置进行积分得到全艇的动升力.同时,对三维船体进行绕流计算,将得到的动升力与二维积分结果以及实验值进行对比.计算结果表明,二维和三维计算结果均与实验数据基本吻合,通过CFD方法计算基于二维变形体入水的高速滑行艇水动力问题具有可行性.     

二维楔形物体的自由撞水分析

为分析物体在撞水过程中由于加速度急剧变化而对其运行有效性和安全性的影响,基于速度势理论,采用任意的Lagrangian-Eulerian(ALE)边界元法分析二维楔形体的自由撞水,并预设自由液面网格点的运动轨迹平行于结构面.对一斜升角楔形体自由撞水实验结果与数值计算结果的比较验证了该计算方法的可靠性,同时,获得了液固耦合面上的无量纲水动压力分布随时间变化规律.另外,参数比较研究发现,斜升角或质量减小时,加速度变化速度加快,加速度峰值降低,达到峰值所需的时间缩短,相同参数增量下的峰值变化幅度增大;而初速度增大时,加速度-时间历程具有相同的变化趋势.     

沈家河水库垂向二维水流的数值模拟

针对沈家河水库宽深比较小,相关参数如流速、温度的变化水平横向比垂向变化较小,建立垂向二维水流模型,在垂向做 变换,将变域变为规则区域,通过采用有限差分等方法进行计算,对沈家河水库的二维水流模拟结果的恰当的,建立的模型有正确的。     

二维接触问题边界元法的研究进展

工程实际中经常涉及到弹性体的接触分析问题,人们对此问题进行了大量的研究。随着计算力学和计算机技术的快速发展,非常复杂的接触问题已得到了成功地解决。本文回顾了使用边界元法处理接触问题的情况及目前的研究进展,详细叙述了处理这类问题的理论方法及相应的公式,然后讨论了解决这类问题所采用的边界元法的边界元法的步骤和各种数值方法,同时给出了大量的有关接触问题研究的参考文献及作者近期的研究工作,并提出一些有待进     

基于二维颗粒元法的超高速碰撞薄靶数值模拟

传统基于网格数值方法在模拟超高速碰撞时存在着材料大变形引起节点位置异常变化,导致单元畸变严重使计算无法进行;尤其是超高速碰撞中引起的材料断裂、破碎等用传统网格算法很难准确描述. 为克服传统网格算法在模拟超高速碰撞时存在的缺陷和不足,用二维颗粒元法模拟直径为5 mm球形弹丸以4~7 km/s对2 mm厚的靶板碰撞. 模拟结果表明,该方法克服了计算过程中存在的网格畸变现象,模拟得到的弹丸对薄靶开孔规律和形成碎片云形貌与实验基本吻合,证实了二维颗粒元法可作为新方法模拟超高速碰撞.     

翼剖面二相流压力分布计算

在船用螺旋桨桨叶表面充气以形成气膜是改善其空泡特性的有效方法之一．应用薄边界层理论和源汇分布面元法实现了水气二相流在叶剖面上的流动匹配计算,确定了水动力压力分布和空泡斗,揭示了空泡性能变化的机理．通过同NACA4412非对称叶剖面和NACA0012对称叶剖面压力分布试验结果的比较表明,数值模拟计算结果是可信的,从而为半潜桨和表面切入桨设计的水动力性能计算提供了有效的数值方法．     

二维方柱绕流的人工侧边界数值研究

为研究人工侧边界条件对数值模拟计算的阻塞影响 ,选用无穷域中的二维不可压缩方柱绕流问题 (Reynolds数为 10 0 )作为算例 ,使用混合的中心、迎风格式的有限体积差分方法 ,分别在 4种侧边界条件的多种阻塞参数下进行计算 :Dirichlet边界 ,Neumann边界 ,对流边界和无摩擦壁面边界。给出并验证了 Strouhal数和阻力因数在不同阻塞参数和人工侧边界条件下的变化规律 ;还给出了不同人工侧边界条件下可以忽略侧边界影响的阻塞参数范围以及对 4种人工侧边界条件进行的比较结果。主要结论是 :相同的阻塞情况下 ,对流边界和无摩擦壁面边界优于其它 2种边界条件 ;对一般计算条件而言 ,侧边界间距应当至少为障碍物特征尺度的 10倍     

二维随机水质模型在模拟污染带中的应用

利用二维随机水质模型计算了排入河流中的污染物浓度分布,建立了多个不确定因素影响时河流污染带长度及水环境容量的概率分布计算模型.研究结果表明:利用该计算模型对湘江水质进行预测,预测结果与实测数据相吻合,实测值与计算均值相对误差为0.99%～9.12%;该计算模型的概率分布解能够反映任一点的污染物浓度变化,以及在不确定因素影响下污染带的范围和水环境容量随机变化情况.     

齿轮箱动态响应及辐射噪声数值仿真

建立了齿轮箱传动系统及结构系统的动力有限元分析模型,综合考虑轮齿刚度激励、误差激励和啮合冲击激励等内部动态激励的影响,应用ANSYS软件对齿轮箱的固有模态和内部激励下的动态响应进行有限元数值仿真。以动态响应结果作为边界激励条件,建立了齿轮箱箱体的声学边界元分析模型,利用SYSNOISE软件中的直接边界元法求解箱体表面声压及场点辐射噪声,并对齿轮箱进行空气噪声测试。比较辐射噪声的测试结果与数值仿真结果,两者吻合良好。     

二维浅水流动的离散涡方法

根据二维浅水流动中旋涡既可产生于流动边界层，也可在主流场中自生自灭的特点，建立起Eulerian-Lagrangian框架下的二维浅水流动离散涡方法；利用该方法数值仿真了高雷诺数下的二维浅水方柱绕流，得到了流动的速度场、涡谱，计算结果中明显可见流动分离、旋涡以及旋涡随时间的发展演化，即模拟出流动所具有的非定常不稳定等非线性特征。     

A simulation method of combinding boundary element method with generalized Langevin dynamics

A new simulation approach to incorporate hydration force into generalized Langevin dynamics (GLD) is developed in this note. The hydration force determined by the boundary element method (BEM) is taken into account as the mean force terms of solvent including Coulombic interactions with the induced surface charge and the surface pressure of solvent. The exponential model is taken for the friction kernel. A simulation study has been performed on the cyclic undecapeptide cyclosporin A (CPA). The results obtained from the new method (GLDBEM) have been analyzed and compared with that obtained from the molecular dynamics (MD) simulation and the conventional stochastic dynamics (SD) simulation. We have found that the results obtained from GLDBEM show the obvious improvement over the SD simulation technique in the study of molecular structure and dynamic properties.     

高压水射流剥蚀橡胶材料的数值模拟

将高压水射流技术应用与废旧轮胎的回收是一项新的技术发展趋势。采用光滑粒子流体动力学耦合有限元方法,对水射流冲击破碎橡胶进行数值仿真分析。较好的反映了水射流与橡胶材料相互作用变形的的宏观物理过程,证明了该仿真方法适用于此类问题,为理解橡胶颗粒剥蚀机理提供了参考。     

二维楔形体入水砰击仿真研究

基于数值仿真的方法对二维刚性楔形体的入水砰击问题进行了研究.建立了包含气水流场的二维有限元模型,考虑空气、重力等因素在砰击过程中的影响,研究了流场的自由液面、压力和速度等物理量的变化情况.对不同入水角的楔形体入水的砰击压力峰值系数进行了计算,分析压力峰值的变化规律.结果表明,楔形体入水砰击压力峰值系数不仅与入水角度有关,而且与入水速度也有很大的关系.     

动水压力的边界元方法

本文介绍了用边界单元法分析动水压力的原理,并且对于二维问题给出了常量边界元的支配方程以及有关系数矩阵的计算公式。实例计算的结果表明,边界单元法具有工作量少、精度高、适应性强的优点。文中还讨论了当坝体上游面倾斜、库底倾斜或水库为无限远时对作用在坝体上游面上动水压力的影响。     

深水中复合材料椭圆柱壳声辐射的数值分析

用有限元／边界元法分析深水中复合材料椭圆柱壳的声辐射．首先利用有限元分析壳体的受迫振动,然后提取壳体表面（耦合面）数据,作为声场分析的边界条件,并计及流-固耦合作用,从而可用边界元计算壳体的辐射功率以及壳体表面、近场和远场声压,结果表明系统的耦合振动模态对于其辐射声场具有重要影响．     

跳水运动中"水花"成形机理及"压水花"技术的探讨--跳水"压水花"技术研究系列论文之二

在对人、水碰撞过程进行计算机模拟方面已经取得阶段性成果的基础上,根据有关流体力学理论和力学原理,重点对“水花”形成的机理进行进一步的分析.把运动员两手臂上举,两手合掌成尖锐状的入水动作简化为“楔形体”、把两手臂上举,顶肩翻掌以手掌平面撞入水面的动作简化为“方形体”,把具有翻转速度平掌撞水的动作简化为“翻转方形体”,分别探讨和总结出不同形状固体、在不同条件下撞击水面时“水花”形成的规律,根据这个规律,对“压水花”技术进行生物力学研究,提出了撞、揉结合的“压水花”理论.