流体旋转流动强化对流传热场协同分析 被引量：3

1

作者 吴金星 魏新利 朱登亮 《冶金能源》 北大核心 2006年第1期18-20,共3页

为了弄清管内流体旋流强化传热的物理机制,建立了三维几何模型,数值计算采用标准k-ε两方程湍流模型,用SIMPLE算法求解速度和压力的耦合关系,流道的固体边界实施壁面函数法。模拟结果表明,旋转流动使流体产生较大的切向流速分量,加强了... 为了弄清管内流体旋流强化传热的物理机制,建立了三维几何模型,数值计算采用标准k-ε两方程湍流模型,用SIMPLE算法求解速度和压力的耦合关系,流道的固体边界实施壁面函数法。模拟结果表明,旋转流动使流体产生较大的切向流速分量,加强了边界层流体和主流流体的扰动和掺混,提高了流场和温度场的协同性,因而旋流使传热过程得到强化。旋流器安置于管道近壁处更有益于减薄流体边界层,并提高流道内流体的对流换热强度。 展开更多

关键词 旋转流动 对流换热 场协同 数值模拟

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圆柱空腔内旋转流动涡破裂随Re变化的实验研究 被引量：1

2

作者 刘应征 陈汉平 +1 位作者 罗次申 金浩 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期513-516,共4页

针对旋转封闭圆柱空腔内的轴对称涡破裂现象 ,设计了可变旋转 Re实验系统 .实验中空腔高径比 H/R=1 .78.采用激光相位多普勒测量技术 ( Phase Doppler Anemometer,PDA)测量了圆柱空腔轴线上轴向速度分量分布随 Re变化的情况 ,定量观测... 针对旋转封闭圆柱空腔内的轴对称涡破裂现象 ,设计了可变旋转 Re实验系统 .实验中空腔高径比 H/R=1 .78.采用激光相位多普勒测量技术 ( Phase Doppler Anemometer,PDA)测量了圆柱空腔轴线上轴向速度分量分布随 Re变化的情况 ,定量观测和分析了涡破裂现象的发生、发展过程 ,测量到涡破裂现象出现和消失这两种临界状态 .涡破裂现象出现的 Re区域和 Escudier的流动可视化实验结果很吻合 .同时测量了子午面上的二维流动整场以及涡破裂区域的流动细节 . 展开更多

关键词 旋转流动 涡破裂 圆柱空腔 相位多普勒技术 涡流

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空腔内旋转流动LDA整场测量及实验Re数恒定方法 被引量：5

3

作者 刘应征 陈汉平 《流体力学实验与测量》 CSCD 北大核心 2001年第1期58-63,共6页

空腔内的旋转流动常常涉及二次流、旋涡破裂等复杂问题。在整场流动实验测量中 ,必须长时间保持恒定工况。目前文献中的作法一般是采用高精度的恒温水域 ,但系统复杂、控制精度受限制。笔者介绍了一种根据实测温度调频变速保持实验Re数... 空腔内的旋转流动常常涉及二次流、旋涡破裂等复杂问题。在整场流动实验测量中 ,必须长时间保持恒定工况。目前文献中的作法一般是采用高精度的恒温水域 ,但系统复杂、控制精度受限制。笔者介绍了一种根据实测温度调频变速保持实验Re数不变的方法。实验表明 ,该方法简单易行 ,并能将流动在长时间内高精度地保持在同一工况Re数内。最后给出了采用这种方法的整场和旋涡破裂区域内速度分布的LDA测量结果。 展开更多

关键词 圆柱空腔内旋转流动 LDA整场测量 Re数恒定方法 流体机械

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非牛顿流体非定常旋转流动计算机智能解析理论 被引量：5

4

作者 韩式方 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 1999年第11期1149-1160,共12页

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... 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。 展开更多

关键词 计算机符号运算 旋转流动 非牛顿流体 非定常流

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基于湍流自旋理论的二维方腔旋转流动的数值模拟 被引量：1

5

作者 董荭 刘云 《华北水利水电学院学报》 2009年第5期4-7,共4页

基于湍流自旋理论对旋转方腔内不可压流体的流动进行了二维数值模拟,用有限容积法在交叉网格上对控制方程进行离散,采用SIMPLEC算法进行计算,对流项的离散方面采用了延迟修正的QUICK格式,最后采用二维的TDMA算法进行迭代求解,并对边界... 基于湍流自旋理论对旋转方腔内不可压流体的流动进行了二维数值模拟,用有限容积法在交叉网格上对控制方程进行离散,采用SIMPLEC算法进行计算,对流项的离散方面采用了延迟修正的QUICK格式,最后采用二维的TDMA算法进行迭代求解,并对边界条件处理采用了Block块技术.同时与经典理论即Navier-Stokes(N-S)方程的模拟情况做了比较.得出下列结论:N-S方程表明方腔旋转时内部流体只会作刚体旋转;而自旋模型表明该类流动具有不平凡性和不稳定性:即流体的内聚力不足以使流体跟随固体边界作刚体运动,旋转边界必然在流体中诱导出小尺度耗散涡旋,这些小尺度涡旋在固壁附近组织出正负相间的拓扑缺陷(涡旋场强),这一流体定向奇性会与速度场耦合,并容易形成复杂的大尺度的涡旋运动. 展开更多

关键词 湍流自旋理论 方腔 旋转流动 数值模拟

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非牛顿磁性纳米流体旋转流动

6

作者 韩式方 蔡兵 伍岳庆 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2014年第S1期10-14,共5页

研究非牛顿磁性纳米磁体定常旋转流动。考虑到磁化强度的特殊贡献,应用修正的非牛顿磁性流体运动方程,磁场作用是纯扩散,不受流体运动速度场的影响。给出了多种流动的解析解。应用计算机符号运算技术,软件Maple16,可以得岀非牛顿上随体M... 研究非牛顿磁性纳米磁体定常旋转流动。考虑到磁化强度的特殊贡献,应用修正的非牛顿磁性流体运动方程,磁场作用是纯扩散,不受流体运动速度场的影响。给出了多种流动的解析解。应用计算机符号运算技术,软件Maple16,可以得岀非牛顿上随体Maxwell磁性纳米流体和Oldroyd B磁性纳米流体非定常流动方程的各级近似解的常微分方程,获得解析和数值解。在研究中对纳米流体的物质常数作纳米修正。 展开更多

关键词 非牛顿磁性纳米流体旋转流动 磁化强度 计算机符号运算技术 物质常数纳米修正

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风力机三维旋转效应下圆弧型沟槽减阻机理的研究

7

作者 杨瑞 石振鹏 +3 位作者 田楠 曾学仁 方亮 包广超 《太阳能学报》 北大核心 2025年第7期346-352,共7页

为研究三维旋转下沟槽减阻机理,以NREL 5 MW风力机为研究对象,在叶片展向位置18%~20%处布置横向圆弧型沟槽,通过数值模拟方法计算不同工况下风力机叶片三维截面翼型和对应工况下二维翼型的气动性能,对截面翼型的表面压力系数与二维翼型... 为研究三维旋转下沟槽减阻机理,以NREL 5 MW风力机为研究对象,在叶片展向位置18%~20%处布置横向圆弧型沟槽,通过数值模拟方法计算不同工况下风力机叶片三维截面翼型和对应工况下二维翼型的气动性能,对截面翼型的表面压力系数与二维翼型的表面压力系数以及流场流动状态进行对比。结果表明,截面翼型布置圆弧型沟槽在一定风速范围内可改善截面翼型的压力分布,有效抑制流动分离,提高翼型升阻比;而二维翼型布置圆弧型沟槽对流动分离的抑制并不明显。通过二维沟槽和三维沟槽内流动状态对比,发现截面槽内三维旋转效应是沟槽减阻的根本原因。翼型失速前,沟槽内的漩涡将高速流体带出并注入边界层中,使得沟槽后方的流速变快,翼型失速后沟槽内的漩涡捕获了低能量流体,两者均改善了截面翼型的压力分布。 展开更多

关键词 风力机 旋转流动 减阻 数值模拟 气动性能

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旋转管式微滤器中流体流动对过滤通量的影响 被引量：4

8

作者 徐菡 李建明 +1 位作者 陈文梅 沈亮 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期25-30,共6页

为讨论膜器环隙内流体流动对过滤通量的影响,运用了纳维-斯托克斯方程、连续性方程、达西定律等, 并结合稳定性理论,分别对主流体为去离子水和悬浮液的情况下环隙内流体的运动规律进行了分析。对于主流体为去离子水的情况,建立了过滤通... 为讨论膜器环隙内流体流动对过滤通量的影响,运用了纳维-斯托克斯方程、连续性方程、达西定律等, 并结合稳定性理论,分别对主流体为去离子水和悬浮液的情况下环隙内流体的运动规律进行了分析。对于主流体为去离子水的情况,建立了过滤通量与膜器进出口压力降的关系,并与Belfort的实验数据进行了比较。结果证明当主流体为去离子水时(即无滤饼生成的理想情况下),流体旋转所产生的离心力对微滤推动力有削弱作用,当内膜管转速较小时,流体流动方式对过滤通量几乎无影响。对于悬浮液,由内膜管旋转所形成的剪切力对减少滤饼形成的作用甚微,而Taylor涡的形成是强化微滤的主要原因。最后提出了内膜管旋转管式膜器优化设计的新思想。 展开更多

关键词 旋转管式微滤器 流体流动 过滤通量 旋转流动 数学模型 优化设计 微滤技术

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Bingham流体在旋转圆盘上流动的数值解

9

作者 范椿 陈耀松 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第S1期14-19,共6页

导出了描述Ｂｉｎｇｈａｍ流体在旋转圆盘上流动的基本方程，用差分方法数值解薄膜厚度分布方程，得到二种类型的厚度分布。数值解分别和计算机磁盘的厚度分布，Ｊｅｎｅｋｈｅ等的实验结果定性一致。

关键词 Bingham流体 旋转圆盘上的流动 数值解

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轴对称Boltzmann模型方程统一算法与空天飞行环境喷管流动模拟 被引量：1

10

作者 李凡 李志辉 +2 位作者 李中华 罗万清 陈爱国 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期47-55,I0001,共10页

拦截机动飞行器周围大范围区域存在主喷/侧喷流/羽流影响,而传统的纳维-斯托克斯(Navier-Stokes,N-S)方程不能很好模拟发动机喷管扩张段出口附近流动情况,需要一种新的方法来处理这种全流域流动问题。为解决该问题,针对特定轴对称喷管... 拦截机动飞行器周围大范围区域存在主喷/侧喷流/羽流影响,而传统的纳维-斯托克斯(Navier-Stokes,N-S)方程不能很好模拟发动机喷管扩张段出口附近流动情况,需要一种新的方法来处理这种全流域流动问题。为解决该问题,针对特定轴对称喷管内流动,本文通过数学推导确立描述不同克努森数稀薄环境条件下的轴对称喷管内流动Boltzmann模型方程,初步建立适于该模型方程的数值格式与气体动理论统一算法。通过开展同轴圆筒间的定常/非定常旋转流动以及轴对称喷管内流动数值计算研究,发现统一算法计算流场与其他途径得到的结果吻合较好,验证了统一算法在全局克努森数喷管流动模拟的适应性和可靠性。通过与低密度风洞实验对比,喷管出口核心区羽流结构一致,羽流轴线压力分布一致,表明统一算法可以有效解决喷管入口压缩段到扩张段多流域混合,尤其是出口附近稀薄气体真空低压环境流动问题。 展开更多

关键词 轴对称喷管流动 气体动理论统一算法 BOLTZMANN模型方程 旋转库埃特流动 羽流环境

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基于神经网络的风力机叶片三维失速模型研究

11

作者 戴丽萍 张泽能 +3 位作者 丛龙福 常宁 詹鹏 王超 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期53-59,共7页

以PhaeⅥ风力机为研究对象,采用CFD方法对多种工况风力机的流场进行计算,通过反向动量叶素理论方法提取攻角和翼型的三维气动数据。在此基础上,建立以周速比、实度、攻角、扭角和二维气动参数为输入参数,三维气动参数为输出参数的BP神... 以PhaeⅥ风力机为研究对象,采用CFD方法对多种工况风力机的流场进行计算,通过反向动量叶素理论方法提取攻角和翼型的三维气动数据。在此基础上,建立以周速比、实度、攻角、扭角和二维气动参数为输入参数,三维气动参数为输出参数的BP神经网络修正模型。所建BP模型预测的升阻力系数同CFD计算所得结果误差在5%以内。将该模型同动量叶素理论相结合对PhaseⅥ风力机进行计算,结果表明可显著提高风力机气动性能的预测精度。 展开更多

关键词 风力机 气动失速 旋转流动 分离 攻角 神经网络

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纺纱转杯内气流流动特性的数值分析 被引量：8

12

作者 肖美娜 窦华书 +1 位作者 武传宇 陈洪立 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期136-141,共6页

针对转杯内气流流场比较复杂,转杯参数对流场特性的影响规律不明确的现状,对转杯纺纱机纺纱通道内的气流流动进行了数值模拟,分析了转速和几何参数对转杯内气流流动的影响。研究结果表明,随着转速和几何参数的改变,转杯内的流动结构发... 针对转杯内气流流场比较复杂,转杯参数对流场特性的影响规律不明确的现状,对转杯纺纱机纺纱通道内的气流流动进行了数值模拟,分析了转速和几何参数对转杯内气流流动的影响。研究结果表明,随着转速和几何参数的改变,转杯内的流动结构发生了明显的变化,这是由于旋转产生的中心低压区和纤维输送管出口处的另一低压区相互制衡的结果。当角速度为2 000 rad/s,且滑移角为22°时,子午面上漩涡结构的轴对称性最好,此时由气流造成的脉动及转杯的振动也最小。研究结果为转杯速度和转杯几何形状的选择提供了参考。 展开更多

关键词 纺纱转杯 数值模拟 旋转流动 流动特性

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旋转坐标系下三维MUSCL格式的构成 被引量：9

13

作者 温泉 梁德旺 黄国平 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期58-62,共5页

MUSCL格式是近年来新发展的许多高分辨率格式之一 ,但直接将该格式应用到旋转坐标系时 ,会使计算发散或得到非物理解 ,不能计算旋转机械的内部流场。本文在原有 MUSCL格式的基础上 ,根据旋转坐标系下雷诺平均 N-S方程 ,重新构成了 MUSC... MUSCL格式是近年来新发展的许多高分辨率格式之一 ,但直接将该格式应用到旋转坐标系时 ,会使计算发散或得到非物理解 ,不能计算旋转机械的内部流场。本文在原有 MUSCL格式的基础上 ,根据旋转坐标系下雷诺平均 N-S方程 ,重新构成了 MUSCL格式 ,并且与原有 MUSCL格式进行了比较 ,分析了两者相同与不同之处。利用该格式对两个典型算例 (旋转直管和跨音速压气机 )进行了计算 ,通过与试验结果对比表明 ,重新构成的MUSCL格式能够计算包括跨音速压气机在内的复杂旋转机械流场 ,从而扩展了 MUSCL格式的应用范围。 展开更多

关键词 计算流体力学 MUSCL格式 压气机转子 旋转流动

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不可压粘性定常旋转流关于粘度的一致有界性

14

作者 于光磊 谈骏渝 范镜泓 《西安石油学院学报（自然科学版）》 2001年第2期62-64,共3页

对于描述不可压缩粘性流体流动的 Navier- Stokes方程 ,其解的定性分析结果对于该方程的数值求解及其分歧问题的研究都是十分重要的 .经典理论认为 ,不可压缩粘性流体定常旋转流在Sobolev空间 [H1(Ω ) ]3中的范数的上界与流体粘度成反... 对于描述不可压缩粘性流体流动的 Navier- Stokes方程 ,其解的定性分析结果对于该方程的数值求解及其分歧问题的研究都是十分重要的 .经典理论认为 ,不可压缩粘性流体定常旋转流在Sobolev空间 [H1(Ω ) ]3中的范数的上界与流体粘度成反比 ,随着流体粘度的减小 ,这一上界会无限地增大 .文中利用空间分解定理、高斯公式及 Sobolev空间方法证明了不可压缩粘性流体定常旋转流在 Sobolev空间 [H 1(Ω ) ]3中存在一个与流体粘度无关的上界 . 展开更多

关键词 不可压缩粘性流体 旋转流动 NAVIER-STOKES方程 粘度 有界性

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考虑三维旋转和动态失速的风力机气动力建模 被引量：6

15

作者 朱呈勇 李梦飞 +3 位作者 刘毅 邱颖宁 冯延晖 王同光 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期4363-4373,共11页

由于叶片流动分离和失速机理较为复杂,且缺乏深入理解,风力机非定常、非线性气动载荷难以准确预测。针对动态失速和三维旋转效应,基于Leishman-Beddoes模型和Bak模型,预测偏航条件下NREL Phase VI叶片的气动响应,并与实验值和二维数值... 由于叶片流动分离和失速机理较为复杂,且缺乏深入理解,风力机非定常、非线性气动载荷难以准确预测。针对动态失速和三维旋转效应,基于Leishman-Beddoes模型和Bak模型,预测偏航条件下NREL Phase VI叶片的气动响应,并与实验值和二维数值模拟结果对比。考虑动态失速和三维旋转效应,有效提高叶片剖面升力的预测精度。但是,非线性段气动力的模型预测值与实验值偏差较大,表明三维旋转效应和动态失速耦合作用显著。从叶尖到叶根,局部入流迎角的平均值和幅值显著增加,气动力的非定常程度逐渐升高,因此耦合作用主要存在与叶根处。耦合作用改变了动态失速特性,使得30%剖面气动力迟滞环从二维的顺时针变为逆时针。二维和三维气动力的差别主要体现在下风侧,表明下风侧耦合作用大于上风侧。 展开更多

关键词 风力机 旋转流动 动态失速 偏航 空气动力学

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水平轴风力机三维旋转效应数值模拟研究 被引量：5

16

作者 朱呈勇 王同光 邵涛 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1747-1755,共9页

采用带转捩的k-ω SST湍流模型,求解RANS方程获得对风工况下风力机叶片周围的流场,使用inverse BEM方法后处理获取局部动压和局部迎角,并对叶片三维旋转流动进行详细分析。数值模拟结果在低速轴扭矩、剖面载荷系数、压力分布等方面都与... 采用带转捩的k-ω SST湍流模型,求解RANS方程获得对风工况下风力机叶片周围的流场,使用inverse BEM方法后处理获取局部动压和局部迎角,并对叶片三维旋转流动进行详细分析。数值模拟结果在低速轴扭矩、剖面载荷系数、压力分布等方面都与实验值吻合得较好。为提供较深入的关于三维旋转效应物理机理的理解,与相似入流条件下二维流动进行比较,详细讨论三维旋转效应对剖面载荷和流场结构的影响极其成因,研究表明三维旋转效应在叶根分离区影响显著,对剖面延迟分离有明显作用。 展开更多

关键词 旋转流动 风力机 计算流体力学 失速延迟

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高速转动圆盘流动数值模拟研究 被引量：1

17

作者 焦哲 符松 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期588-593,共6页

重点研究高速离心压气机叶轮与机匣间的间隙流动及其温度分布。研究将离心压气机简化为高速转动圆盘,搭建了相关实验平台,并开展了相应的数值模拟研究。通过改变转动圆盘的转速和轴向进入的冷却流的流量,研究了转速和流量对于间隙内温... 重点研究高速离心压气机叶轮与机匣间的间隙流动及其温度分布。研究将离心压气机简化为高速转动圆盘,搭建了相关实验平台,并开展了相应的数值模拟研究。通过改变转动圆盘的转速和轴向进入的冷却流的流量,研究了转速和流量对于间隙内温度和速度分布的影响。结果显示,转速是影响温度变化的最主要因素,转速越大,温度越高;同等幅度的流量变化对温度的影响则较小。研究发现,在实验和模拟对应的大雷诺数条件下,无量纲的速度分布基本不受到圆盘转速、冷却流量和温度场的影响。 展开更多

关键词 旋转流动 高速压气机 来流冷却 温度分布

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旋流塔板上的气流运动 被引量：9

18

作者 陈建孟 谭天恩 史小农 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 1993年第3期235-241,共7页

在Φ300 mm塔内,用二维激光多普勒测速仪对A-25塔板上的气流测得不同流量下的三维时均速度场,得到切向、轴向速度与半径的关联式。得知主要气液接触区的气流场可描述为双层旋转流动结构。对流场特点及其对湿板操作的影响进行了讨论。

关键词 旋流塔板 速度场 气流场 旋转流动

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采用ILUT预处理的BiCGstab算法及在叶轮内流计算中的应用

19

作者 张启华 徐燕 +2 位作者 施卫东 高雄发 张德胜 《中国农村水利水电》 北大核心 2012年第11期53-55,59,共4页

介绍Krylov子空间迭代算法及预处理方法。采用有限体积方法对不可压缩流动方程进行离散。对离散形成的大型代数方程组,采用ILUT为预处理的BiCGstab算法进行求解。给出ILUT预处理算法及BiCGstab算法求解代数方程组的步骤。将该算法应用... 介绍Krylov子空间迭代算法及预处理方法。采用有限体积方法对不可压缩流动方程进行离散。对离散形成的大型代数方程组,采用ILUT为预处理的BiCGstab算法进行求解。给出ILUT预处理算法及BiCGstab算法求解代数方程组的步骤。将该算法应用于旋转叶轮内流计算,计算结果与ERCOFTAC叶轮已有的结果较为符合。数值计算表明采用ILUT配合BiCGstab算法比选择标准ILU预处理速度更快,稳定性也较好。 展开更多

关键词 ILUT BiCGstab 不可压缩旋转流动 内流 ERCOFTAC离心叶轮

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源于G.I.Taylor工作的现代经典物理学

20

作者 M.P. Brenner H.A. Stone +1 位作者 李家春 黄永念 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2000年第4期613-621,共9页

一位科学家的工作提供了一门完整课程的素材，涉及从流体动力学稳定性、湍流到流体电动力学、微生物的运动．

关键词 流体稳定性 湍流统计理论 爆炸波 旋转流动 位错

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