考虑自由面线性波的流-固耦合动力分析的两个变分公式

 用数值方法求解流-固耦合问题有拉氏法与欧拉法两种。对于拉氏法,笔者在文献[1,2]中给出了有关变分公式并对位移模型进行了数值研究。对于欧拉法,多数作者忽略自由面波用Galerkin法来构造计算模型。本文给出计及自由面波时流-固耦合分析欧拉法的两个变分公式。     

包含初值或终值条件为驻值条件的非线性弹性动力学的变分原理

历史上为使初始条件为驻值条件的哈氏型原理曾在文献[1～2]中研究过。但文献[1]中仍要求末时刻位移变分为零;而文献[2]中的形式实为虚功原理。对于线性情形,文献[3]中给出了包括初始条件为驻值条件的哈氏型原理。本文给出非线性情形的结果,并推广其可用于终值问题。     

绕钝前缘翼型定常跨音速小扰动势流的一种计算方法

提高钝前缘翼型的跨音速压力分布计算方法的精度与效率对翼型设计十分重要。国内对跨音速小扰动势流方法进行了研究,但对M_∞>0.8的超临界情况尚未计算。国外文献[3]指出当M_∞>0.9时完全速势方程的一种方法失败了。 本文试图改进经典的小扰动势流方程,探索比较稳定的迭代方法和超松弛方法,以克服超临界流计算常常不易收敛的困难,使小扰动势流计算的应用范围扩大到更高的M     

复合振动翼型跨声速非定常流计算

在文献[1]、[2]的基础上,本文把绕翼弦中点作旋转振动的翼型跨声速流计算推广到翼型作水平、垂直方向的平移振动以及平移与旋转振动的叠加。本方法主要特点是网格与翼型一起运动,对无穷远及翼面边界条件作了精确的处理以及计算网格数很少。本文结果对进一步研究旋翼、叶轮转子等的非定常气动力将有重要的意义。     

计算机翼跨音速绕流的加罚Galerkin有限元法

1.引言 全速位Galerkin有限元法是跨音速有限元法中重要方法之一。处理超临界流时,为了自动捕捉到激波,通常采用上风技术,但因此导致了质量守恒条件得不到完全满足。文献[1]从Bateman变分原理出发,应用加罚函数方法,找出了强制满足质量守恒条件在Galerkin有限元方程中所应加入的附加项。本文将文献[1]的方法应用到超临界跨音速绕机翼流动,克服了一般Galerkin有限元法中由于采用上风技术而出现的激波不够陡和位     

低马赫数流动分区并行计算研究

在由文献[1]提出的低马赫数流动数值模拟方法的基础上,本文开展了该方法的分区并行计算研究,发展了一套通用性较好的低马赫数流动分区并行数值模拟程序.该程序在MPP并行计算机上获得了正确的计算结果和较好的收敛速度,取得了很好的加速比.     

中心锥式进气道跨音速内外流场的混合差分计算

一、引言 文献[1]曾用跨音速定常势流的混合差分法成功地计算了皮托管式轴对称进气道内外跨音速流场,本文进一步用上述方法计算了中心锥式进气道的跨音速流场。中心锥式进气道的通道形状大多为收缩-扩张型,内通道壁面扰动较强。同时,由于中心体的存在,使传递进气道出口反压扰动的横向松弛线被隔断,因此,在皮托管式进气道计算中行之     

贮箱液固耦合振动分析的数值研究

 <正> 线性液固耦合系统有限元分析的理论研究比较充分。但有关理论结果的数值研究仍需深入,以便能生成工程中实用的有限元液固耦合分析系统。位移法(或拟弹性法)因其零能模式的分离问题,带来了实用上的困难。压力-位移模式需要对有限元矩阵对称化。lrons曾提出一种对称化方法,但在数值实施中往往无法应用。文献[2]、文献[6]曾给出了另外三种对称化途径,但还没有进行数值上的探讨。本文目的在于探讨数值上可行的对称化方法,生成有关程序块.以便发展成为压力-位移模式的工程应用软件。作为算例,研究了贮箱的耦合振动问题,重点考虑了自由面波的影响。     

一类n阶非线性常微分方程的非线性两点边值问题解的存在性

本文利用文献[1]的结果及文献[2]的方法讨论了n阶非线性常微分方程f^(n)=f(t,y,y′，…，y(^n-1)满足非线性边界条件的边值问题解的存在性。其中di=a或di=b,i=0,1，…，n－3，且di取值各自独立。a∈R，b∈R，a＜b。这包含n－2个不同类型的边界条件。使文献[1]、[2]中的结果成为本文特例。     

用单调相关格式计算跨音速定常和非定常翼型绕流

在跨音速非定常势流计算方面,人们一直在努力寻求处理包括激波运动的非线性问题的能力和计算效率的提高。Ballhaus和Goorjian（1977年）用交替方向隐式差分法（ADI）成功地直接求解了时间域的非定常跨音速小扰动方程（此法称为“LTRAN2”）。文献[5]引用坐标变换也做了类似LTRAN2的工作。     

跳点有限体积法及其在跨音速流场计算中的应用

[1]和[2]曾用几种差分格式求解一维N-S方程和欧拉方程,计算表明,Hopscotch格式(跳点格式)计算速度最快。为探讨这种格式在多维流场特别是跨音速流场计算中应用的效果,本文将此差分格式应用于有限体上,成为跳点有限体法,并用该方法求解二维欧拉方程组。对若干个喷管和叶栅所做的计算得到了满意的结果,计算时间较目前常用的差分格式少得多。     

翼型跨音速小扰动势流-边界层计算

翼型绕流的外部无粘流,采用跨音速小扰动速势方程和改进小扰动速势方程对三种差分格式进行对比计算:(1)Murman-Cole非守恒式;(2)守恒式;(3)Engquist-Osher式。在相同的初值条件下,它们的计算稳定性、收敛性和收敛解基本相同,但激波位置(1)在前,(2)在后,(3)在中间。对人工时间阻尼项εφ_(xt)的作用进行了线化分析,所得结论与数值实验结果相符。二级精度格式计算表明:采用这种方案能在几乎不增加计算机时的前提下,大大提高差分计算精度。本文最后采用边界层积分方程法,计算翼型边界层,并与势流进行迭代计算。在弱激波条件下,迭代收敛解与实验值接近。     

在非垂直横向气流中直射式喷嘴雾化细度的实验研究

在文献[1-4]中关于横向气流中直射式喷嘴雾化的实验研究的基础上,研究了非垂直横向气流中直射式喷嘴的雾化细度.结果表明部分逆喷可大大地加强雾化,特别是在较低气流速度下尤为明显,对于一定的喷射方向、气流速度及喷嘴压力降,SMD并不是总随着喷口直径的增加而增加,在一定的喷口直径下,有一最小值.     

关于“跨音速绕流的边界积分法”

文献[1]是一篇参加国际会议的文章,由第二作者在会上宣读。当时,我们只准备在会议上透露一信息:我们已可建立可压缩非线性位流方程的边界元解法。对方法的中心思想无意细说,拟在此项研究工作结束后再正式发表专文系统叙述。所以文献[1]写得比较简单显得晦涩。现仅就文献[2]和文献[3]对文献[1]所提的问题作如下补充说明,我们今后发表的正式文章中对此将作更全面的论述。     

用直单丝热线测量非定常三维紊流流场

一、数据的采集与处理 热线所采集的瞬时电压值E与实际速度值的关系可由下两式表达: E~2=A+BZ~(1/2)+CZ,Z~2=V~2+GU~2+KW~2 (1)其中Z为有效冷却速度,V、U、W为三方向瞬时速度,其余为相应的系数。按以上关系可用直单丝进行三维流场的测量。本文与文献[1]的主要区别有以下两点: 1.改进采集方式:由于文献[1]的采集与处理是利用二次仪表一均方根电压表进行的,而(1)式却无法将有效冷却速度Z直接表达为平均电压或均方电压O_E~2的函数,     

在河口环流数值模型中的三次样条方法

本文为描述速度和盐度沿河口的分布规律,而发展了二元横向积分的数值模型。表示质量守恒、动量守恒和含盐量或热容量的主管方程,采用样条函数和有限差分方法相结合进行求解。估计了对流项对速度和盐度分布的影响。 本模型已应用于詹姆斯湾(Jams Bay)区域的大鲸河(the Great Whale River)河口和小鲸河(the Little Whale River)河口的环流计算。本中介绍了模拟结果,并与现有实测数据作了比较。研究了计算模型对影响垂直扩散的不同层化参数值的敏感性,提供了一些初步结果。 在计算水力学中采用三次样条公式,证实是有前途的,值得进一步发展。     

可压缩性粘流绕翼型的摩阻计算

本文研究了一种可压缩性粘流绕翼型的摩擦阻力计算方法。这种方法包括用修正了的Thwaites~[1]法计算头部层流边界层以及按Green~[4]法计算湍流边界层。按照上述方法计算了在不同雷诺数和不同马赫数下两个翼型剖面的摩阻系数。经与文献[5]比较,吻合较好。     

紧致格式数值模拟超音速粘性绕流问题

通过数值求解可压Navier-Stokes方程的方法计算了球锥粘性绕流问题。方程中粘性项按通常办法逼近,为改善收敛速度利用了文[1,2]中之算子附加修正方法。方程中之流向导数利用了四阶精度的紧致差分。这是由于该方向上流动参量光滑和边界条件易于处理的缘故。在法向方向上利用了中心差分。对差分方程之隐式部分利用了近似因式分解法。由于选用了文[3]中之特殊Jacobiall系数矩阵分裂法而使计算工作量大为减少。用这种方法计算了超音速粘性绕流问题。计算结果与实验结果相符很好。     

超声速薄翼压力分布计算的一种新方法

1.引言 早在1964年,H.W.Carlson和W.D.Middleton提出了一种设计任意平面形状超声速机翼中弧面的数值方法。不久又推广到计算任意平面形状平板机翼的压力分布(见文[1]、[2])。这个方法的最大特点是计算速度很快,所需的计算机内存容量也小。可是计算得到的压力分布跳动得十分历害,特别在亚声速前缘的情况下是如此。     

ISOMS——计算粘性流场的一种隐式差分格式

用稳定化方法求解可压缩完全Navier-Stokes方程(CCNS方程)是计算复杂流场的一种有效的手段。我们在文献[1]、[2]中利用新的开关函数,构造了一种新的混合格式,称为SOMS格式,用于数值求解CCNS方程。本文是将SOMS格式推广到隐式混合格式,称为ISOMS格式(The implicit second order monotone scheme)。它具有如下几个特点:ⅰ)它是隐式格式,稳定性良好;ⅱ)穿过激波是单调的;ⅲ)对于