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稀疏颗粒流体系统的微极流体模型描述:以顶盖驱动方腔流为例
1
作者
王连
张永超
+1 位作者
楚锡华
孙洪广
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期2827-2837,共11页
因粒子和流体介质属性不同,稀疏颗粒流体系统常表现出相反的流动增强和减弱行为.为基于一组方程描述稀疏颗粒流体系统相反的流动行为,文章推荐了微极流体模型,并通过对微结构参数(耦合数和无量纲特征长度)的全面分析,尝试给出描述不同...
因粒子和流体介质属性不同,稀疏颗粒流体系统常表现出相反的流动增强和减弱行为.为基于一组方程描述稀疏颗粒流体系统相反的流动行为,文章推荐了微极流体模型,并通过对微结构参数(耦合数和无量纲特征长度)的全面分析,尝试给出描述不同流动行为的参数区间.首先,梳理微极流体模型和微结构参数的物理意义,基于OpenFOAM库建立了微极流体控制方程的有限体积离散求解方案,并在一维微极泊肃叶流动中验证了其准确性.随后,基于顶盖驱动方腔流,开展了大范围微结构参数组合下的流体动力学行为计算,分析各微结构参数及其组合对流体速度、微转动、动能以及总能的影响规律.结果表明微极流体模型能够描述稀疏颗粒流体系统呈现的流动增强和减弱行为,且存在一个微结构参数临界区间,当耦合数和无量纲特征长度的乘积N·L<20.48时,微极流体模型可描述流动减弱现象;当N·L>28.16时,可描述流动增强现象.微极流体模型较完备的物理参数使得其在描述不同颗粒流体系统行为时更具普适性,有望扩展颗粒流体系统研究的理论基础.
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关键词
稀疏颗粒流体系统
微
极
流体
模型
微
结构参数
流动行为
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职称材料
一维非等熵可压缩微极流体的低马赫数极限
2
作者
刘欣
董小磊
《数学物理学报(A辑)》
CSCD
北大核心
2021年第5期1445-1464,共20页
该文研究了具有一般初值的一维非等熵可压缩粘性微极流体模型,得到了该模型的低马赫数极限.该极限依赖于对加权时间导数的一致估计和一个广义的收敛引理.此外,在这种情况下,±∞处的状态之间的差异可能是任意大的.
关键词
微
极
流体
模型
非等熵
低马赫数
极
限
一致估计
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职称材料
颗粒土中剪切带临界状态数学描述及其完全解
被引量:
2
3
作者
黄文雄
崔贤
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024年第3期287-294,共8页
为正确模拟土体涉及剪切带演化的后失效力学响应,需采用包含细观特征长度的高阶连续介质力学模型.笔者利用前期所建立的微极亚塑性模型,对颗粒土中剪切带的发展过程进行了分析推导,得到了剪切带临界状态条件下关键变量所满足的非线性微...
为正确模拟土体涉及剪切带演化的后失效力学响应,需采用包含细观特征长度的高阶连续介质力学模型.笔者利用前期所建立的微极亚塑性模型,对颗粒土中剪切带的发展过程进行了分析推导,得到了剪切带临界状态条件下关键变量所满足的非线性微分方程.该文展示了上述非线性微分方程的简要推导,重点讨论了该非线性微分方程的主要性质、主要参数变化范围和求解途径;通过对剪切带进一步的力学分析补充建立了一个能量方程,使问题具有确定解.在此基础上,应用数值积分求出了剪切带厚度因子和剪切内应力、变形率分布及剪切速度分布的完全解.其中剪切带厚度因子对于微极亚塑性模型细观参数的确定具有重要作用.
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关键词
剪切带
微
极
亚塑性
模型
临界状态
非线性常
微
分方程
完全解
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职称材料
混凝土复合型裂纹扩展的非局部近场动力学建模分析
被引量:
10
4
作者
秦洪远
黄丹
章青
《计算力学学报》
CSCD
北大核心
2017年第3期274-279,共6页
基于非局部近场动力学理论,构建了修正的能反映混凝土宏观拉压异性和断裂特征的近场动力学本构模型,开发了相应的离散、加载和时间积分算法,实现典型混凝土构件中复合型裂纹扩展过程模拟。在物质点对尺度上定义局部损伤并考虑物质点对...
基于非局部近场动力学理论,构建了修正的能反映混凝土宏观拉压异性和断裂特征的近场动力学本构模型,开发了相应的离散、加载和时间积分算法,实现典型混凝土构件中复合型裂纹扩展过程模拟。在物质点对尺度上定义局部损伤并考虑物质点对的相对转动,通过求解时空微-积分方程实现裂纹的自然萌生与扩展,避免裂尖不连续带来的求解奇异性、网格依赖性和网格重构以及常规近场动力学本构模型的泊松比限制。通过含单边和双边初始裂纹四点剪切混凝土梁裂纹扩展破坏全过程模拟,得到破坏形态、破坏荷载以及完整的荷载-裂纹开口滑移曲线,并与试验和其他数值模拟结果对比,验证了模型的精确性和算法的稳定性。
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关键词
混凝土
裂纹扩展
近场动力学
非局部
微极模型
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职称材料
磁场和Hall电流对狭窄动脉中血液流动的影响
被引量:
1
5
作者
Kh.S.梅克赫默
M.A.El.科特
+1 位作者
周哲玮
吴承平
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2008年第8期991-1002,共12页
对一个水平向不对称、竖直向对称,带有轻微狭窄的动脉,提出了血液磁流体动力学流动的微极模型.为了估计狭窄形状的影响,几何上加以适当地考虑,通过选取不同的参数(称为形状参数),很方便地改变水平向的狭窄情况.在不同形状参数、Hartman...
对一个水平向不对称、竖直向对称,带有轻微狭窄的动脉,提出了血液磁流体动力学流动的微极模型.为了估计狭窄形状的影响,几何上加以适当地考虑,通过选取不同的参数(称为形状参数),很方便地改变水平向的狭窄情况.在不同形状参数、Hartmann数和Hall参数下,计算了流动参数,例如流速、流动阻力(阻力阻抗)、狭窄区域血管壁面剪应力分布以及狭窄最大凸起高度位置处(狭窄喉部)的壁面剪应力大小.结果表明,流动阻力随着确定狭窄情况参数值和Hall参数值的增大而减小,并随着Hartmann数的增大而增大.对任意给定的Hartmann数和Hall参数,血管壁面剪应力和血管狭窄部位凸起最大高度处的管壁剪应力,具有与流动阻力相反的特征.最后,给出了Hartmann数和Hall参数对水平速度的影响.
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关键词
血液磁流体动力学
微极模型
狭窄动脉
Hall电流
Hartmann数
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职称材料
题名
稀疏颗粒流体系统的微极流体模型描述:以顶盖驱动方腔流为例
1
作者
王连
张永超
楚锡华
孙洪广
机构
河海大学力学与工程科学学院
武汉大学土木建筑工程学院
出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期2827-2837,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(12172263,U2267218和11972148).
文摘
因粒子和流体介质属性不同,稀疏颗粒流体系统常表现出相反的流动增强和减弱行为.为基于一组方程描述稀疏颗粒流体系统相反的流动行为,文章推荐了微极流体模型,并通过对微结构参数(耦合数和无量纲特征长度)的全面分析,尝试给出描述不同流动行为的参数区间.首先,梳理微极流体模型和微结构参数的物理意义,基于OpenFOAM库建立了微极流体控制方程的有限体积离散求解方案,并在一维微极泊肃叶流动中验证了其准确性.随后,基于顶盖驱动方腔流,开展了大范围微结构参数组合下的流体动力学行为计算,分析各微结构参数及其组合对流体速度、微转动、动能以及总能的影响规律.结果表明微极流体模型能够描述稀疏颗粒流体系统呈现的流动增强和减弱行为,且存在一个微结构参数临界区间,当耦合数和无量纲特征长度的乘积N·L<20.48时,微极流体模型可描述流动减弱现象;当N·L>28.16时,可描述流动增强现象.微极流体模型较完备的物理参数使得其在描述不同颗粒流体系统行为时更具普适性,有望扩展颗粒流体系统研究的理论基础.
关键词
稀疏颗粒流体系统
微
极
流体
模型
微
结构参数
流动行为
Keywords
dilute particle-fluid system
micropolar fluid model
microstructure parameters
flow behavior
分类号
O35 [理学—流体力学]
在线阅读
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职称材料
题名
一维非等熵可压缩微极流体的低马赫数极限
2
作者
刘欣
董小磊
机构
上海对外经贸大学统计与信息学院
东华大学信息科学与技术学院
出处
《数学物理学报(A辑)》
CSCD
北大核心
2021年第5期1445-1464,共20页
基金
国家自然科学基金(11801357)。
文摘
该文研究了具有一般初值的一维非等熵可压缩粘性微极流体模型,得到了该模型的低马赫数极限.该极限依赖于对加权时间导数的一致估计和一个广义的收敛引理.此外,在这种情况下,±∞处的状态之间的差异可能是任意大的.
关键词
微
极
流体
模型
非等熵
低马赫数
极
限
一致估计
Keywords
Micropolar fluid model
Non-isentropic
Low Mach number limit
Uniform estimates
分类号
O175 [理学—基础数学]
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职称材料
题名
颗粒土中剪切带临界状态数学描述及其完全解
被引量:
2
3
作者
黄文雄
崔贤
机构
河海大学力学与材料学院
出处
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024年第3期287-294,共8页
基金
国家自然科学基金(11772117)。
文摘
为正确模拟土体涉及剪切带演化的后失效力学响应,需采用包含细观特征长度的高阶连续介质力学模型.笔者利用前期所建立的微极亚塑性模型,对颗粒土中剪切带的发展过程进行了分析推导,得到了剪切带临界状态条件下关键变量所满足的非线性微分方程.该文展示了上述非线性微分方程的简要推导,重点讨论了该非线性微分方程的主要性质、主要参数变化范围和求解途径;通过对剪切带进一步的力学分析补充建立了一个能量方程,使问题具有确定解.在此基础上,应用数值积分求出了剪切带厚度因子和剪切内应力、变形率分布及剪切速度分布的完全解.其中剪切带厚度因子对于微极亚塑性模型细观参数的确定具有重要作用.
关键词
剪切带
微
极
亚塑性
模型
临界状态
非线性常
微
分方程
完全解
Keywords
shear band
micropolar hypoplastic model
critical state
nonlinear ordinary differential equation
complete solution
分类号
O302 [理学—力学]
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职称材料
题名
混凝土复合型裂纹扩展的非局部近场动力学建模分析
被引量:
10
4
作者
秦洪远
黄丹
章青
机构
河海大学工程力学系
出处
《计算力学学报》
CSCD
北大核心
2017年第3期274-279,共6页
基金
国家自然科学基金(11132003
51679077)
+1 种基金
中央高校基本科研业务费(2015B18314)
NSFC-广东联合基金(第二期)超级计算科学应用研究专项资助项目
文摘
基于非局部近场动力学理论,构建了修正的能反映混凝土宏观拉压异性和断裂特征的近场动力学本构模型,开发了相应的离散、加载和时间积分算法,实现典型混凝土构件中复合型裂纹扩展过程模拟。在物质点对尺度上定义局部损伤并考虑物质点对的相对转动,通过求解时空微-积分方程实现裂纹的自然萌生与扩展,避免裂尖不连续带来的求解奇异性、网格依赖性和网格重构以及常规近场动力学本构模型的泊松比限制。通过含单边和双边初始裂纹四点剪切混凝土梁裂纹扩展破坏全过程模拟,得到破坏形态、破坏荷载以及完整的荷载-裂纹开口滑移曲线,并与试验和其他数值模拟结果对比,验证了模型的精确性和算法的稳定性。
关键词
混凝土
裂纹扩展
近场动力学
非局部
微极模型
Keywords
concrete
crack propagation
peridynamics
non-local
micropolar model
分类号
O346.1 [理学—固体力学]
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职称材料
题名
磁场和Hall电流对狭窄动脉中血液流动的影响
被引量:
1
5
作者
Kh.S.梅克赫默
M.A.El.科特
周哲玮
吴承平
机构
阿扎大学理学院数学系
苏伊士运河大学教育学院数学系
出处
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2008年第8期991-1002,共12页
文摘
对一个水平向不对称、竖直向对称,带有轻微狭窄的动脉,提出了血液磁流体动力学流动的微极模型.为了估计狭窄形状的影响,几何上加以适当地考虑,通过选取不同的参数(称为形状参数),很方便地改变水平向的狭窄情况.在不同形状参数、Hartmann数和Hall参数下,计算了流动参数,例如流速、流动阻力(阻力阻抗)、狭窄区域血管壁面剪应力分布以及狭窄最大凸起高度位置处(狭窄喉部)的壁面剪应力大小.结果表明,流动阻力随着确定狭窄情况参数值和Hall参数值的增大而减小,并随着Hartmann数的增大而增大.对任意给定的Hartmann数和Hall参数,血管壁面剪应力和血管狭窄部位凸起最大高度处的管壁剪应力,具有与流动阻力相反的特征.最后,给出了Hartmann数和Hall参数对水平速度的影响.
关键词
血液磁流体动力学
微极模型
狭窄动脉
Hall电流
Hartmann数
Keywords
blood of magnetohydrodynamic flow
micropolar model
stenotic artery
Hall currents
Hartmann number
分类号
O361.3 [理学—流体力学]
O361.4 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
稀疏颗粒流体系统的微极流体模型描述:以顶盖驱动方腔流为例
王连
张永超
楚锡华
孙洪广
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
2
一维非等熵可压缩微极流体的低马赫数极限
刘欣
董小磊
《数学物理学报(A辑)》
CSCD
北大核心
2021
0
在线阅读
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职称材料
3
颗粒土中剪切带临界状态数学描述及其完全解
黄文雄
崔贤
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2024
2
在线阅读
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职称材料
4
混凝土复合型裂纹扩展的非局部近场动力学建模分析
秦洪远
黄丹
章青
《计算力学学报》
CSCD
北大核心
2017
10
在线阅读
下载PDF
职称材料
5
磁场和Hall电流对狭窄动脉中血液流动的影响
Kh.S.梅克赫默
M.A.El.科特
周哲玮
吴承平
《应用数学和力学》
CSCD
北大核心
2008
1
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职称材料
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