非牛顿流体中气泡过程的数值模拟

本文通过对有限区域内不同流体介质(如Carreau流体、Maxwell流体)下的淹没喷嘴产生的气泡生长过程的数值模拟,成功地求解了集气泡的非球性、流体流变性的复杂性以及流场本身的复杂于一身的典型流动问题,并探讨了流体的流变性、物性参数、外部条件对气泡过程的影响机理。     

非牛顿流体偏心环空螺旋流的解析解

石油和化工中许多问题需要求解非牛顿流体偏心环空螺旋流。本文全面地研究了幂律流体和宾汉流体在偏心环空中层流螺旋流的流动规律与流动状态的判别。在理论上,根据流体力学原理,运用数学方法,在作者同心环空螺旋流的理论基础上,通过对偏心环空螺旋流流场的无限细分法,给出了该流场的视粘度分布、速度分布、流量和压降方程,进而建立了判别流态的稳定性参数。     

非牛顿流体在环管内的不定常旋转流

本文研究幂律非牛顿流体在环管内的不定常旋转流。该方程是一非线性方程,在部分因子的稳态近似假设之下,方程被线性化,用Laplace积分变换法我们获得了问题的解。文中给出了几组解曲线,它反映了角向速度的时间演化规律与空间分布特征。另外我们专门研究了幂律指数对流场的影响,该参数的敏感性具有一定的数值界限。这一结果,在有关的工程设计中具有重要的意义。     

关于非牛顿流体衰减性的一个注记

In the study of long time asymptotic behaviors of the solutions to a class system of the incompressible non-Newtonian fluid flows in R3, it is proved that the weak solutions decay in L2 norm at (1+t) and the error of difference between non-Newtonian fluid and linear equation is also investigated. The findings are mainly based on the classic Fourier splitting methods.     

均匀自由流动的非牛顿流体中连续表面上的磁流体动力学流动和热传递

分析在平行自由流动的非牛顿黏弹性导电流体中,连续平展表面移动时的稳态流和热传递特性,该流动处于横向均匀磁场作用下.以二阶流体构建它的本构方程,得到了速度分布和温度断面图的数值结果.讨论了诸如黏弹性参数、磁场参数和Prandtl数等不同物理参数对诸种动量和热传递特性的影响,并给出相关图示.     

非牛顿流体非定常旋转流动计算机智能解析理论

计算机符号运算科学是人工智能的前沿方向。计算机软件Macsyma是完成符号运算的有力工具。应用德国Darmstadt大学的计算机软件Macsyma、与数学方法和流变学模型结合,研究了Oldroyd B流体由一类定常状态向另一定常状态转变的非定常流动过程。采用改进的Kantorovich方法和符号运算软件,把该问题的3阶偏微分方程的初、边值问题化为各级近似的2阶常微分方程问题。并给出了1级、2级和3级近似方程的解析形式解答。该研究表明了计算机符号处理解决应用数学和力学问题的潜力,同时指出了由一定常状态向另一定常状态转变的非牛顿流动过程,可以经历无限多途径,这一现象是由于本构方程的非线性性质引起的。     

金属泡沫微流道热沉内流体流动与传热特性的数值研究

为改善高能量密度电子设备的冷却效率,提出了在微流道热沉内填充金属泡沫的新型热沉结构,并数值研究了金属泡沫的孔隙率、孔密度、材质(铜、镍及铝)、流体工质(水、乙二醇及纳米流体)等相关参数对微流道流动与换热特性的影响.研究结果表明:金属泡沫可以显著地强化微流道热沉的换热特性;添加金属泡沫后微流道热沉的换热性能可提高2倍以上;采用纳米流体与金属泡沫相结合的双重强化换热手段可以进一步地增强微流道热沉的冷却能力;在层流流动状态下金属泡沫微流道热沉可以对发热量为200 W/cm2的电子设备进行有效地冷却,表明其在高功率密度电子设备热管理领域具有广阔的应用前景.     

关于热流体流动的某些基本性质

用理论分析的方法讨论了热过程起重要作用时的流动问题,得到了流管截面积随温度变化的近似表示式,并讨论了热流动的某些基本性质。例如在不同传热条件下流线束的“热斥冷吸”或“热吸冷斥”现象,声连点从流管最小截面处的“偏移”等。     

微通道内电渗压力混合驱动幂律流体流动模拟

为了研究微通道内电渗压力混合驱动幂律流体的流动特性,建立了微通道内电渗压力混合驱动幂律流体的计算模型,其双电层电势、流体的流场分布分别由Poisson-Boltzmann(P-B)方程和Navier-Stokes(N-S)方程描述.讨论了无量纲Debye(德拜)参数K、壁面ζ*电势和幂律指数n对流体流动特性和Poiseuille数的影响.结果表明,当压力梯度与外加电场方向一致(Γ0)时,剪切变稀流体的速度大于剪切变稠流体;压力梯度与外加电场方向相反(Γ0)时,结果相反.Poiseuille数是无量纲Debye常数K、壁面ζ*电势和幂律指数n的增函数.     

非Newton流体的物质点法模拟研究

准确模拟非Newton流体的运动特性具有重要的工程意义.物质点法作为一种相对新兴的粒子型算法,其结合了Lagrange算法和Euler算法的双重优势,已广泛有效地应用于各个工程领域.基于物质点法,结合人工状态方程,分析了两种非Newton流体(cross流体和幂律流体)在平板Poiseuille流和Couette流情况下的流动特性.结果表明:对Newton流体,物质点模拟结果与理论值一致;对非Newton流体,物质点法可准确模拟其剪切稀化和剪切稠化现象.表明了物质点法在模拟非Newton流体流动问题时的适用性,拓展了物质点法的应用范围.     

用群方法求解幂律非牛顿导电流体的Raleigh问题

研究了如下磁流体Rayleigh问题：一块半无限大平板受瞬态冲击后以恒定速度在无限大非牛顿幂律流体的区域内运动。讨论了在横向外在磁场作用下非牛顿导电流体在无限大区域内的非定常流动。用变换群理论得到了这个强非线性问题的解。通过单参数群变换减少了一个自变量，并使带边界条件的偏微分方程转化为带合适边界条件的常微分方程。同时研究了某些参数对流体速度的影响。     

Maxwell流体在震荡的矩形输送管道中的流动

分析了不可压缩Maxwell流体在震荡矩形截面管道中的非稳定流动问题.利用Fourier变换和Laplace变换作为数学工具,提出了问题的解,该解可以看成稳态解和暂态解之和.大倍数时,暂态消失,解可以表示为稳态解.在极限情况的案例中给出了Newton流体的解.当震荡频率不存在时,得到了Maxwell流体在震荡矩形截面管道中流动问题的解.最后,以图形形式给出不同参数时,矩形管道正弦震荡达到稳态所需要的时间.同时,分别描绘了x和y变化时的速度曲线.     

非牛顿流体在偏心环空中轴向层流的摄动解

本文应用摄动方法研究了非牛顿流体在偏心环形空间中轴向层流的流动规律.文中以相对偏心度ε作为摄动参数,得到了其流场、极值速度、压力梯度等流动参数的一阶解.     

非牛顿幂级数流体平面泊肃叶流的非线性稳定性*

非牛顿流体在现代工业生产中,广泛地作为加工的对象,因此非牛顿流体的流动稳定性问题有着重要的生产实际背景。本文选择在聚合物加工时将熔体压入成板口模时形成平面泊肃叶流这一生产背景,研究其非线性稳定性问题,计算其亚临界阈值。     

内窥镜中Walter B流体的蠕动流

研究内窥镜中Walter B流体的蠕动流,在圆柱坐标系中建立问题的模型,目的是研究内窥镜对Walter B流体蠕动流的影响.以delta为摄动参数,使用正规的摄动法求出解析解.利用数值积分,求得压力增量和摩擦力的近似解析解.用图形给出了Walter B流体所显现参数的影响.     

Remark on Random Attractors of Stochastic Non-Newtonian Fluid

In this paper, we study the asymptotic behaviors of solution for stochastic non-Newtonian fluid with white noise in two-dimensional domain. In particular, we will prove the existence of random attractors in H.     

基于Roe格式的可压与不可压流的统一计算方法

摘要：以Navier-Stokes方程为基础，基于有限体积的时间推进的预处理技术．提出了一个可以用来求解可压与不可压流场的统一的计算方法，原始变量选用压力、速度与温度，通过矩阵变换与重构，使得对流项系数矩阵在可压与小可压条件下都不会奇异．将可压与不可压流场的计算方法统一起来。采用Roe格式计算对流通量，采用中心差分格式计算扩散通量．算例表明，该方法可以进行高Mach数、中等Mach数、低Mach数及不可压流场的计算。由于采用了Roe格式，该方法还可以捕获不连续流场的间断面。