非线性波浪时域计算的三维耦合模型 被引量：5

1

作者 齐鹏 王永学 +1 位作者 邹志利 邱大洪 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第6期102-109,共8页

将计算区域Ω划分为内域Ω1和外域Ω２（Ω２＝Ω－Ω１），外域控制方程采用改进线性频散特性的二维Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程，用预报一校正法数值求解；结构物附近的内域控制方程为三维Ｎａｖｉｅｒ—Ｓｔｏｋｅｓ方程，由ＶＯＦ方... 将计算区域Ω划分为内域Ω1和外域Ω２（Ω２＝Ω－Ω１），外域控制方程采用改进线性频散特性的二维Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ方程，用预报一校正法数值求解；结构物附近的内域控制方程为三维Ｎａｖｉｅｒ—Ｓｔｏｋｅｓ方程，由ＶＯＦ方法数值求解．通过在外域和内域相匹配的交界面上设置合适的速度和波面边界条件，建立了三维非线性波浪时域计算的耦合模型．模拟试验表明：（１）耦合模型数值波浪水池可以产生稳定的、重复性较好的波动过程；（２）用耦合模型数值波浪水池求解较大浅水区域上的非线性波浪数值计算问题可以取得较高的计算效率，同时又能得出结构物附近的复杂流场。 展开更多

关键词 耦合模型 波浪 非线性 三维 时域计算 内域 外域

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直接在网格点上作波浪折射的数值计算模型 被引量：2

2

作者 沈剑平 张琦 《青岛海洋大学学报（自然科学版）》 CSCD 1991年第4期21-30,共10页

从波向线微分方程和波散因子微分方程出发,进行波浪折射角θ和波散因子β的数值计算。在计算模型的设计上,建立了可在八个方向上作外推计算的统一公式,对计算点和计算方向实施了选择控制和扫描循环控制,可在复杂地形情况下算出结果。通... 从波向线微分方程和波散因子微分方程出发,进行波浪折射角θ和波散因子β的数值计算。在计算模型的设计上,建立了可在八个方向上作外推计算的统一公式,对计算点和计算方向实施了选择控制和扫描循环控制,可在复杂地形情况下算出结果。通过对地形模型和老黄河口海区的试算与比较,指出该方法可在实际中应用。 展开更多

关键词 网格点 波浪 折射 数值计算模型

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正方形排布管束流体弹性不稳定性数值计算模型研究 被引量：13

3

作者 吴皓 谭蔚 聂清德 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第21期102-106,共5页

研究了正方形排布管束的流体弹性不稳定的数值计算模型。在刚体运动方程与Newmark积分方法的基础上建立了三维流固耦合振动模型。对湍流模型与模型的轴向尺寸影响进行了计算分析研究,结果表明采用LES模型比RANS模型更为准确,轴向尺寸d... 研究了正方形排布管束的流体弹性不稳定的数值计算模型。在刚体运动方程与Newmark积分方法的基础上建立了三维流固耦合振动模型。对湍流模型与模型的轴向尺寸影响进行了计算分析研究,结果表明采用LES模型比RANS模型更为准确,轴向尺寸d的模型可以反映完整的流场信息,在此基础上,提出了适用的计算模型。采用计算模型对临界流速进行了计算,并同文献实验数据进行了对比,结果显示计算的临界流速同实验数据吻合较好,振幅计算在低速时精度较高,在高速时误差较大。研究结果为数值计算模型的应用提供了参考和依据。 展开更多

关键词 正方形排布 流体弹性不稳定 流固耦合 数值计算模型

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非恒定水流的一维、二维耦合数值模型 被引量：27

4

作者 赖锡军 汪德爟 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2002年第2期48-51,共4页

从数值波在每一时间步长内传播的距离不超过Courant数个网格点的基础出发 ,采用时间滞后条件 ,构造了虚拟的重叠计算水域 .利用重叠 -投影法 ,在连接 (点 )处建立一、二维耦合模型 ,实现了由一维计算水域向二维计算水域的准确过渡 .采... 从数值波在每一时间步长内传播的距离不超过Courant数个网格点的基础出发 ,采用时间滞后条件 ,构造了虚拟的重叠计算水域 .利用重叠 -投影法 ,在连接 (点 )处建立一、二维耦合模型 ,实现了由一维计算水域向二维计算水域的准确过渡 .采用一、二维耦合模型和全一维模型对上海市淀南片河网的验证计算表明 ,一、二维耦合模型能较好地模拟非恒定水流 。 展开更多

关键词 重叠-投影法 耦合模型 数值计算 非恒定水流

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水下系泊监测平台动态响应的计算模型与数值模拟 被引量：2

5

作者 何孔德 李友荣 +1 位作者 方子帆 杨蔚华 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期432-436,451,共6页

基于Hopkinson冲击载荷理论,针对水下系泊监测平台在水流作用下的动态响应,考虑系泊缆的垂度效应,采用等效弹性模量法修正拉力和弦向作用力之间的差异,建立了水下系泊监测平台的计算模型和数值分析模型。利用水力学理论、海洋工程结构... 基于Hopkinson冲击载荷理论,针对水下系泊监测平台在水流作用下的动态响应,考虑系泊缆的垂度效应,采用等效弹性模量法修正拉力和弦向作用力之间的差异,建立了水下系泊监测平台的计算模型和数值分析模型。利用水力学理论、海洋工程结构力学理论以及流固耦合的方法分别对计算模型和数值分析模型进行求解,研究了浮体在水流作用下的动态响应特性。结果表明,浮体会产生较大的垂荡位移和横荡位移,横荡位移很快趋于平稳,垂荡位移受水流涡激升力的影响会产生振动。 展开更多

关键词 系泊监测平台 水下 流固耦合 计算模型 数值模拟

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完全非线性波浪与二维固定结构物作用的IGN-BEM耦合分析模型 被引量：2

6

作者 苏高飞 勾莹 滕斌 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2023年第3期1-13,共13页

为高效准确地对完全非线性波浪与二维固定结构物的相互作用进行模拟分析,建立了二维完全非线性时域耦合模型。耦合模型将计算域划分为靠近结构物的内域和远离结构物的外域,每个区域均采用满足完全非线性自由水面边界条件的波浪模型进行... 为高效准确地对完全非线性波浪与二维固定结构物的相互作用进行模拟分析,建立了二维完全非线性时域耦合模型。耦合模型将计算域划分为靠近结构物的内域和远离结构物的外域,每个区域均采用满足完全非线性自由水面边界条件的波浪模型进行求解。在内域使用Laplace方程描述流体运动并采用高阶边界元法(BEM)对其进行求解;而在没有结构物的外域,波浪运动的控制方程为Irrotational Green-Naghdi(IGN)方程并采用有限元法(FEM)对其进行求解。内域和外域通过一段重叠区域进行耦合,从而实现模型间变量的传递。首先利用耦合模型分别对规则波的传播、直墙前立波的生成以及相关物理模型试验进行模拟,数值结果与精确解和试验结果的良好吻合验证了耦合模型耦合方式的合理性以及处理非线性问题的准确性;然后使用耦合模型模拟分析了波浪与固定结构物间的相互作用,并将结果与线性解析解以及完全非线性BEM模型的结果进行了对比分析,进一步证明了耦合模型的正确性与高效性。 展开更多

关键词 IGN模型 BEM模型 模型耦合 完全非线性 数值波浪水槽 规则波传播 立波模拟

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波流耦合作用下深水桥墩群桩基础动力响应研究

7

作者 金仁贵 吴文兵 陈力博 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第3期136-142,共7页

为探明深水桥墩群桩基础在波流耦合作用下的动力响应特征,选用会战谱模拟波浪的非线性作用,运用MATLAB软件编程求解波流力时程曲线,基于ANSYS数值分析软件建立泰和赣江特大桥3#桥墩结构的三维有限元模型,模拟深水桥墩群桩基础在波流耦... 为探明深水桥墩群桩基础在波流耦合作用下的动力响应特征,选用会战谱模拟波浪的非线性作用,运用MATLAB软件编程求解波流力时程曲线,基于ANSYS数值分析软件建立泰和赣江特大桥3#桥墩结构的三维有限元模型,模拟深水桥墩群桩基础在波流耦合作用下的响应规律,并开展瞬态动力分析。结果表明:桥墩基础墩顶处位移表现出累积趋势,墩身、墩底和桩顶处的位移、应力、应变呈现非线性波动特征;横桥向变形量在墩顶处最大,向下逐渐减小,最小值在桩顶处;墩身的应力、应变的最大值分别位于静水面处和墩底与承台相交处,最小值位于墩顶、桩顶处。该研究结果可为深水桥墩基础的设计与运营维护提供理论指导。 展开更多

关键词 深水桥墩 群桩基础 动力响应 波流耦合作用 数值计算 三维有限元模型

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桶形透空式防波堤消浪特性的数值分析

8

作者 桂劲松 袁安棋 +3 位作者 赵玄烈 王艺丰 姜月娇 郭宇帮 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第10期1953-1961,1993,共10页

为揭示桶形透空式防波堤在不同结构参数下的消浪机理与规律,本文基于OpenFOAM平台,利用项目组前期开发的开源计算流体力学工具箱DXFlow建立三维数值波浪水槽,通过时空验证、理论解验证及模型试验验证3个角度证明了数值波浪水槽的有效性... 为揭示桶形透空式防波堤在不同结构参数下的消浪机理与规律,本文基于OpenFOAM平台,利用项目组前期开发的开源计算流体力学工具箱DXFlow建立三维数值波浪水槽,通过时空验证、理论解验证及模型试验验证3个角度证明了数值波浪水槽的有效性,研究了规则波作用下桶形透空式防波堤的开孔率、开孔个数对消浪性能影响。研究结果表明:在相对波长L/D介于6.7~12.7,波长变化对此种防波堤的消浪性能影响不显著;防波堤的消浪性能主要取决于开孔率;同一开孔率改变开孔个数,消浪性能几乎不受影响;开孔率在12%左右时,耗散系数达到最大值,此时防波堤具有较好的消浪性能。本研究为桶形透空式防波堤的优化设计及消浪性能评估提供了模型基础。 展开更多

关键词 桶形透空式防波堤 规则波 数值波浪水槽 消浪特性 耗散系数 开孔率 计算流体力学 模型试验

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水库异重流一维水沙耦合模型 被引量：11

9

作者 王增辉 夏军强 +2 位作者 李涛 郜国明 张俊华 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期74-82,共9页

建立了基于库区不规则断面的一维非恒定异重流数学模型,并采用明流与异重流水沙输移模型交替运算的两步模式,即用潜入条件动态判别异重流计算的上游边界位置,将潜入点上游的明流浑水段与下游异重流段计算连接起来。水流运动、泥沙输移... 建立了基于库区不规则断面的一维非恒定异重流数学模型,并采用明流与异重流水沙输移模型交替运算的两步模式,即用潜入条件动态判别异重流计算的上游边界位置,将潜入点上游的明流浑水段与下游异重流段计算连接起来。水流运动、泥沙输移与河床变形过程完全耦合,采用TVD(Total Variation Diminishing)形式的MUSCLHancock格式进行数值求解。将该模型应用于恒定流量与释放定量悬沙两种条件下的异重流水槽实验模拟,比较了有无水面梯度项对模拟精度的影响,计算结果表明该模型能较为准确地预测异重流的厚度、含沙量分布及传播过程。 展开更多

关键词 水库异重流 数值模拟 耦合模型 两步计算模式

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城市局地-建筑耦合气候评价模型的开发应用 被引量：10

10

作者 刘京 姜安玺 +2 位作者 王琨 朱岳梅 荻岛理 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期38-40,55,共4页

利用数值计算方法研究建筑内部气候与城市局地气候之间的能量及物质传递关系,寻找热舒适与节能和环保之间的平衡点具有重要的意义.介绍了改进后生成的城市局地-建筑耦合气候评价模型的主要内容和计算方法,以上海地区为例,计算了一个理... 利用数值计算方法研究建筑内部气候与城市局地气候之间的能量及物质传递关系,寻找热舒适与节能和环保之间的平衡点具有重要的意义.介绍了改进后生成的城市局地-建筑耦合气候评价模型的主要内容和计算方法,以上海地区为例,计算了一个理想化的高层办公楼区的局地气候参数,空调系统排热及室内外新标准有效温度TS*E等.结果表明,空调时间段内室外平均TS*E值受空调设定温度的强烈影响.当空调设定温度从28℃降至22℃时,空调排热平均值增加了193 W/m2,这个增值造成室外平均TS*E提高了约0.23℃. 展开更多

关键词 热舒适 空调排热 局地-建筑耦合气候评价模型 局地气候 数值计算方法

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圆柱涡激振动的结构-尾流振子耦合模型研究 被引量：15

11

作者 宋芳 林黎明 凌国灿 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期357-365,共9页

建立了一个新的结构-尾流振子耦合模型.流场近尾迹动力学特征被模化为非线性阻尼振子,采用vander Pol方程描述.以控制体中结构与近尾迹流体间受力互为反作用关系来实现流固耦合.采用该模型进行了二维结构涡激振动计算,得到了合理的振幅... 建立了一个新的结构-尾流振子耦合模型.流场近尾迹动力学特征被模化为非线性阻尼振子,采用vander Pol方程描述.以控制体中结构与近尾迹流体间受力互为反作用关系来实现流固耦合.采用该模型进行了二维结构涡激振动计算,得到了合理的振幅随来流流速的变化规律和共振幅值,并正确地预计了共振振幅值A_（max）~＊随着质量阻尼参数（m~＊＋C_A）ζ的变化规律,给出了预测A_（max）~＊值的拟合公式.采用该模型计算了三维柔性结构在均匀来流和简谐波形来流作用下的VIV响应.结构在均匀来流作用下振动呈现由驻波向行波的变化过程,并最后稳定为行波振动形态.在简谐波形来流作用下,结构呈现混合振动形态,幅值随时间呈周期变化. 展开更多

关键词 涡激振动 流固耦合 尾流振子模型 动力响应 数值计算

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考虑流固耦合作用的舰船抗冲击仿真计算 被引量：12

12

作者 汪玉 周璞 +2 位作者 刘东岳 华宏星 沈荣瀛 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期73-76,120,共5页

应用有限元方法,建立船体及流体的三维有限元模型,对大型船体在流固耦合作用下的反冲力冲击响应 做出了数值预测,验证了大型有限元软件ANSYS在计算复杂结构的响应中应用的可行性。

关键词 船体 舰船 流固耦合 冲击响应 仿真计算 有限元软件 抗冲击 复杂结构 数值预测 三维有限元模型

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饱和砂层渗流冻结水热耦合模型与试验验证 被引量：16

13

作者 程桦 林键 +1 位作者 王彬 荣传新 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第12期38-44,共7页

为研究渗流作用下饱和砂层冻结规律,根据冻结过程中土体水分迁移及热量变化、热力学和渗流力学的基本理论,并考虑冻结过程中绝对孔隙率的降低对渗流的影响,基于Harlan水热耦合模型,建立了饱和砂层含相变全参数渗流冻结耦合数学模型,并应... 为研究渗流作用下饱和砂层冻结规律,根据冻结过程中土体水分迁移及热量变化、热力学和渗流力学的基本理论,并考虑冻结过程中绝对孔隙率的降低对渗流的影响,基于Harlan水热耦合模型,建立了饱和砂层含相变全参数渗流冻结耦合数学模型,并应用COMSOL有限元软件与MATLAB编程,实现了耦合数学模型的数值求解。设计了相似模型试验验证了该模型及方法的合理性。研究结果表明:数值模拟结果与试验结果较为吻合,数学模型与求解方法合理、有效,为今后渗流地层冻结的拓展研究提供可靠数学与试验基础。 展开更多

关键词 饱和砂层 渗流冻结 水热耦合 多孔介质 模型试验 数值计算

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ESD辐射场与带孔缝金属腔体耦合的数值研究 被引量：10

14

作者 毕增军 刘尚合 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期33-35,共3页

采用FDTD法研究了ESD电流注入细导线所产生的辐射场在其近场区域与带孔缝金属腔体的耦合问题 ,建立了耦合数值模型。计算分析表明 ,在金属腔体内的孔缝周围区域存在较强的耦合场 ,腔体内被激励起以TE10 1模、TE2 0 1模和TE112 模为主的... 采用FDTD法研究了ESD电流注入细导线所产生的辐射场在其近场区域与带孔缝金属腔体的耦合问题 ,建立了耦合数值模型。计算分析表明 ,在金属腔体内的孔缝周围区域存在较强的耦合场 ,腔体内被激励起以TE10 1模、TE2 0 1模和TE112 模为主的谐振场 ;对面积相等的方孔、矩形孔和孔阵 ,通过长边与导线垂直的矩形孔和方孔的耦合场比较强 。 展开更多

关键词 电磁场 数值计算 数值模型 ESD辐射场 金属腔体 耦合

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波浪锥型圆柱流固耦合振动机理研究 被引量：9

15

作者 邹琳 秦傲 +2 位作者 杨耀宗 列煜俊 徐劲力 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期18-26,共9页

为增强及控制无叶片风力俘能结构能量采集效率,该研究将表面结构斜率参数引入波浪型圆柱,发展了一种新型波浪锥型圆柱,试验研究在雷诺数Re=3900下不同波长比、波幅比、斜率参数的波浪锥型圆柱涡激振动响应特性。研究发现:在不同折合流速... 为增强及控制无叶片风力俘能结构能量采集效率,该研究将表面结构斜率参数引入波浪型圆柱,发展了一种新型波浪锥型圆柱,试验研究在雷诺数Re=3900下不同波长比、波幅比、斜率参数的波浪锥型圆柱涡激振动响应特性。研究发现:在不同折合流速下,斜率k=0.05的锥型圆柱和波长比λ/D _(m)=1.75、波幅比α/D _(m)=0.10、斜率k=0.05的波浪锥型圆柱最大振幅较直圆柱分别增长26.4%和12.6%,且锁频区间得以拓展;当折合流速在锁频区间内时,在波浪锥型圆柱绕流尾流中观察到了“2S”、“2P”漩涡脱落模式,并且“2P”漩涡脱落模式在往下游发展的过程中有转变为“2C”模式的趋势。该研究可为无叶片风力俘能结构涡致振动的增大和发电效率的提升提供理论支持。 展开更多

关键词 波浪锥型圆柱 流固耦合 涡激振动 增振 数值计算

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径向耦合多腔输出系统数值模拟分析 被引量：1

16

作者 张世昌 方希曾 +1 位作者 秦文珍 顾伟 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期551-556,共6页

宽带速调管放大器是雷达、通讯系统核心部件,速调管输出系统的宽带特性对速调管带宽有至关重要的作用,该文论述了借助于三维电磁场计算程序《ISFEL 3D》对径向耦合多腔谐振输出系统的一对谐振腔(主腔和副腔)做了数值模拟分析,得到了不... 宽带速调管放大器是雷达、通讯系统核心部件,速调管输出系统的宽带特性对速调管带宽有至关重要的作用,该文论述了借助于三维电磁场计算程序《ISFEL 3D》对径向耦合多腔谐振输出系统的一对谐振腔(主腔和副腔)做了数值模拟分析,得到了不同于普遍使用的轴向耦合双间隙腔系统的场结构、模式类别和调谐带宽特性。据此结果设计了冷测实验模型,达到了离散(频率)工作点带宽>7％的要求。 展开更多

关键词 雷达 速调管放大器 谐振腔 数值模型 径向耦合 多腔输出系统 计算模型

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平台沉垫波浪力工程计算与坐底稳定性 被引量：2

17

作者 潘斌 顾剑民 《海洋工程》 CSCD 北大核心 1993年第3期9-15,共7页

坐底式平台的沉垫,由于其尺度较大,一般可用绕射问题求解方法中的半解析法和数值计算法,比较准确地获得作用其上的波浪力值。然而在工程实际中,尤其是在平台方案论证和初步设计时,常需要能较快地估算出平台的波浪载荷。因此,本文应用F—... 坐底式平台的沉垫,由于其尺度较大,一般可用绕射问题求解方法中的半解析法和数值计算法,比较准确地获得作用其上的波浪力值。然而在工程实际中,尤其是在平台方案论证和初步设计时,常需要能较快地估算出平台的波浪载荷。因此,本文应用F—K法进行求解,推导出实用的沉垫水平与垂直波浪力的工程计算公式。并且根据一系列模型试验来确定附加的绕射效应和质量效应,据此编制程序的计算结果与国外发表的有关资料相当接近。文中给出了一个平台的计算实例。此外,本文还对沉垫垂直波浪力对平台坐底稳性的影响进行了分析。 展开更多

关键词 坐底稳定性 波浪力 问题求解方法 坐底稳性 模型试验 工程计算 波浪载荷 抗滑稳性 数值计算法 计算公式

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汽液两相均相流动模型的小波分析热工计算方法

18

作者 尚智 郭玉君 +1 位作者 苏光辉 贾斗南 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 2001年第5期397-400,共4页

利用小波分析法的多分辨分析特性 ,对汽液两相均相流动模型进行数值求解。结果证明

关键词 小波分析 数值计算 汽液两相流 流动模型 耦合微分方程组 热工计算 传热

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近岸区不规则波成长模型的研究──Ⅱ.模型的数值求解和验证

19

作者 朱良生 张经汉 李少英 《热带海洋》 CSCD 1998年第2期1-8,共8页

在建立近岸区不规则波成长模型的基础上，研究了波浪射线计算、传播能量守恒计算以及成长与衰减能量平衡计算的方法和格式处理，讨论了波数场、风场、水位和流场的确定方法。应用该模型计算了大亚湾的二维波谱场。与该海湾956波浪仪实... 在建立近岸区不规则波成长模型的基础上，研究了波浪射线计算、传播能量守恒计算以及成长与衰减能量平衡计算的方法和格式处理，讨论了波数场、风场、水位和流场的确定方法。应用该模型计算了大亚湾的二维波谱场。与该海湾956波浪仪实测资料对比，表明该模型的计算结果与实测资料相符良好。特别指出的是，在该模型的计算结果中周期随波浪的传播而变化。 展开更多

关键词 不规则波 成长模型 数值计算格式 近岸区 波浪

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固体吸附系统中传热过程的数学模型及其数值解法

20

作者 刘华祥 张学军 《江西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2001年第4期324-330,共7页

对固体吸附系统中的传热过程进行了合理的数学建模 ,对吸附床内的热传导方程和换热管内流体的能量控制方程进行离散并利用控制容积法进行了模拟数值计算 ,在数学模型中加入了与其他模型不同的而更符合实际情况的随时间变化的边界条件 ,... 对固体吸附系统中的传热过程进行了合理的数学建模 ,对吸附床内的热传导方程和换热管内流体的能量控制方程进行离散并利用控制容积法进行了模拟数值计算 ,在数学模型中加入了与其他模型不同的而更符合实际情况的随时间变化的边界条件 ,得到了较为满意的吸附床内吸附剂和换热管内流体的互相耦合的温度场 . 展开更多

关键词 数学模型 数值计算 边界条件 耦合温度场 固体吸附式制冷/热泵系统 传热过程

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