粘弹性二阶流体混合层流场拟序结构的数值研究 被引量：5

1

作者 余钊圣 林建忠 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1998年第8期671-677,共7页

本文用拟谱方法对随时间发展的二维粘弹性二阶流体混合层流场进行了直接数据值模拟，给出在高雷诺数和低Ｄｅｂｏｒａｈ数下大涡的卷起、配对和合并等过程，通过与相同雷诺数下牛顿流体的比较，揭示了弱粘弹性对混合层中大涡拟序结构演... 本文用拟谱方法对随时间发展的二维粘弹性二阶流体混合层流场进行了直接数据值模拟，给出在高雷诺数和低Ｄｅｂｏｒａｈ数下大涡的卷起、配对和合并等过程，通过与相同雷诺数下牛顿流体的比较，揭示了弱粘弹性对混合层中大涡拟序结构演变的影响· 展开更多

关键词 数值模拟 拟序结构 粘弹性流体 混合层流场

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方形粒子在Oldroyd-B流体中的沉降特性 被引量：3

2

作者 邵雪明 孙光明 余钊圣 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1941-1944,共4页

为研究方形粒子在黏弹性流体中的沉降特性,应用基于分布式拉格朗日乘子的虚拟区域方法对方形粒子在Oldroyd-B流体中的沉降运动进行了数值模拟.通过模拟得到了不同长宽比粒子的沉降轨迹、取向角和沉降速度的变化情况,并讨论了不同形状粒... 为研究方形粒子在黏弹性流体中的沉降特性,应用基于分布式拉格朗日乘子的虚拟区域方法对方形粒子在Oldroyd-B流体中的沉降运动进行了数值模拟.通过模拟得到了不同长宽比粒子的沉降轨迹、取向角和沉降速度的变化情况,并讨论了不同形状粒子的沉降特性.当方形粒子在Oldroyd-B流体中沉降时,粒子的平衡取向为长边与重力方向平行,平衡位置为方槽的中心线.粒子的长宽比对沉降过程的影响较大,长宽比大的粒子在沉降过程中具有较大的横向漂移和沉降速度.当水力直径相同时,圆形粒子具有最大的沉降速度,而正方形粒子的沉降速度最小. 展开更多

关键词 方形粒子 Oldroyd-B流体 沉降 拉格朗日乘子/虚拟区域方法

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纤维悬浮剪切湍流中纤维旋转扩散系数的理论研究 被引量：1

3

作者 高振宇 林建忠 李俊 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2007年第3期263-269,共7页

对纤维悬浮剪切湍流中纤维旋转扩散系数进行了理论研究.首先建立了流场不同脉动速度梯度间的相关矩函数,然后推导出了纤维旋转扩散系数的表达式,该表达式依赖于特征长度、时间、速度和一个与壁面作用相关的无量纲参数.得到的纤维旋转扩... 对纤维悬浮剪切湍流中纤维旋转扩散系数进行了理论研究.首先建立了流场不同脉动速度梯度间的相关矩函数,然后推导出了纤维旋转扩散系数的表达式,该表达式依赖于特征长度、时间、速度和一个与壁面作用相关的无量纲参数.得到的纤维旋转扩散系数可以应用于非均匀和非各向同性的湍流场,此外还可以推广到三维湍流场,因而为纤维悬浮湍流场的研究提供了理论基础. 展开更多

关键词 纤维悬浮流 剪切湍流 旋转扩散系数 表达式

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平面射流中纳米粒子积聚的矩方法 被引量：12

4

作者 于明州 林建忠 陈丽华 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2007年第11期1287-1295,共9页

应用大涡模拟方法求解平面湍射流场,矩方法求解纳米粒子的一般动力学方程.通过对每种情况3000个时间步的平均,得到了Schmidt数和Damkohler数对纳米粒子动力学特性的影响.结果发现,当气体参数不变时,Schmidt数的变化只对直径小于1 nm的... 应用大涡模拟方法求解平面湍射流场,矩方法求解纳米粒子的一般动力学方程.通过对每种情况3000个时间步的平均,得到了Schmidt数和Damkohler数对纳米粒子动力学特性的影响.结果发现,当气体参数不变时,Schmidt数的变化只对直径小于1 nm的颗粒数密度的分布产生影响.直径小的颗粒其颗粒数密度沿流动方向下降迅速,而具有大Schmidt数的颗粒,沿横向的分布较窄.较小的颗粒容易发生积聚和扩散,并且体积增长较快,因而颗粒多分散性较为明显.小的颗粒积聚时间尺度能增强颗粒的碰撞和积聚频率,导致颗粒尺寸迅速增大.Damkohler数越大,颗粒的多分散也越明显. 展开更多

关键词 纳米粒子 积聚 平面射流 矩方法 大涡模拟

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悬浮流中柱状粒子取向分布函数的数值模拟 被引量：15

5

作者 林建忠 张凌新 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2002年第8期805-810,共6页

推导并数值模拟了悬浮流中柱状粒子取向的分布函数 ,并将其用于楔形流场计算 ,得到了取向分布函数与粒子方向角的关系·　说明与短时间内形成的最可几角分布相比 ,稳定状态的分布变化幅度不大 ,主要变化在于右上区域的逆时针转动 ,... 推导并数值模拟了悬浮流中柱状粒子取向的分布函数 ,并将其用于楔形流场计算 ,得到了取向分布函数与粒子方向角的关系·　说明与短时间内形成的最可几角分布相比 ,稳定状态的分布变化幅度不大 ,主要变化在于右上区域的逆时针转动 ,速度梯度值大的地方 ,转动角度也越大 ;粒子最可几方向接近于流线方向 :在流线方向上 ,随着极径减小 ,最可几角增大 ,同时它与流线夹角减小· 展开更多

关键词 柱状粒子悬浮流 楔形流 取向分布函数 最可几角 数值模拟

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消除毛细管电泳槽道中弯道导致的扩散效应的新方法 被引量：8

6

作者 李志华 林建忠 聂德明 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2005年第6期631-636,共6页

　首先分析了毛细管通道中流动的弯道效应及其产生的原因,接着在建立电渗流场数学模型的基础上,用有限差分法对弯道处内外壁面上不同电荷分布时的扩散进行了数值模拟·　根据计算结果,提出了一种基于改变弯道处内外壁面上电荷分布... 　首先分析了毛细管通道中流动的弯道效应及其产生的原因,接着在建立电渗流场数学模型的基础上,用有限差分法对弯道处内外壁面上不同电荷分布时的扩散进行了数值模拟·　根据计算结果,提出了一种基于改变弯道处内外壁面上电荷分布的新方法,以此使流场的弯道效应最弱·　同时还建立了分析和确定弯道处最佳电荷分布的优化方法·　结果表明。 展开更多

关键词 微流动 电泳 电渗 扩散 弯道

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基于沉浸边界法的二维拍动翼数值模拟 被引量：7

7

作者 潘定一 邓见 邵雪明 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期419-424,共6页

运用沉浸边界法对二维拍动翼流场进行了数值模拟,系统地分析了最大俯仰角、拍动频率和升沉俯仰运动的相位差等参数对拍动翼流场的影响。结果显示:当达到一定条件时,尾流出现反卡门涡街,使机翼得到正的推力而产生逆流前行的趋势。在本文... 运用沉浸边界法对二维拍动翼流场进行了数值模拟,系统地分析了最大俯仰角、拍动频率和升沉俯仰运动的相位差等参数对拍动翼流场的影响。结果显示:当达到一定条件时,尾流出现反卡门涡街,使机翼得到正的推力而产生逆流前行的趋势。在本文的研究范围内发现,拍动翼的平均推力系数随最大俯仰角的增大先增大后减小,随着频率的增大而增大,同时,拍动翼的推进效率随最大俯仰角的增大而增大,随拍动频率的增大而减小,且当升沉俯仰运动的相位差在90°～100°之间时,存在着最大推进效率。本文所得结果为进一步研究鸟类飞行和鱼游等仿生力学提供了理论基础。 展开更多

关键词 沉浸边界法 仿生力学 反卡门涡街 拍动翼

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电渗驱动微通道流中的扩散 被引量：4

8

作者 张凯 林建忠 李志华 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2006年第5期512-518,共7页

利用差分方法对电渗驱动微通道中的脉冲样品的浓度扩散进行了数值模拟,结果说明外加电场和缓冲液浓度对样品的扩散起着重要的作用,而水力直径及其通道的高宽比对扩散的影响甚微.采用减小外加电场和减小缓冲液浓度的办法,可以防止样品带... 利用差分方法对电渗驱动微通道中的脉冲样品的浓度扩散进行了数值模拟,结果说明外加电场和缓冲液浓度对样品的扩散起着重要的作用,而水力直径及其通道的高宽比对扩散的影响甚微.采用减小外加电场和减小缓冲液浓度的办法,可以防止样品带宽的增大、增强检测和分离的效果,同时又保持比较快的输送速度.该结论对于微通道的优化设计具有参考价值. 展开更多

关键词 微通道 扩散 电渗驱动 数值计算

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气固两相管道流中柱状粒子取向的数值研究 被引量：9

9

作者 张卫峰 林建忠 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2003年第2期237-243,共7页

本文对管道悬浮流中柱状粒子的取向分布进行研究。首先对柱状粒子在流场内的运动进行数值模拟,然后运用统计方法得出大量柱状粒子的取向分布;得到了粒子长径比、St数和流场区域对粒子取向分布的影响。计算结果表明,柱状粒子长径比和St... 本文对管道悬浮流中柱状粒子的取向分布进行研究。首先对柱状粒子在流场内的运动进行数值模拟,然后运用统计方法得出大量柱状粒子的取向分布;得到了粒子长径比、St数和流场区域对粒子取向分布的影响。计算结果表明,柱状粒子长径比和St数的变化对粒子取向分布的影响并不明显,而流场区域所造成的流场横向速度梯度对粒子取向分布有重要的影响。随着流场横向速度梯度的增大,粒子有明显的占优取向,且当流场横向速度梯度增大到一定程度时,粒子取向都趋向于流动方向。文中部分结果与实验进行了比较,两者吻合较好。 展开更多

关键词 柱状粒子悬浮流 数值模拟 粒子取向 速度梯度 管道悬浮流 气固两相流

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气固两相圆射流场涡结构影响固粒扩散的研究 被引量：5

10

作者 林建忠 林江 朱丽兵 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 1999年第5期470-476,共7页

用三维离散涡丝方法模拟轴对称圆射流场涡结构的发展·所得结果在某个周向位置上与用二维点涡方法计算的结果符合较好·然后采用单向耦合模型模拟固粒在圆射流中的运动，说明当固粒Ｓｔ数远小于１时，固粒受流场的作用较明显，... 用三维离散涡丝方法模拟轴对称圆射流场涡结构的发展·所得结果在某个周向位置上与用二维点涡方法计算的结果符合较好·然后采用单向耦合模型模拟固粒在圆射流中的运动，说明当固粒Ｓｔ数远小于１时，固粒受流场的作用较明显，当Ｓｔ数为１时，固粒主要分布在涡结构的周围，分布较均匀；当Ｓｔ数远大于１时，固粒受流场的影响较弱·当对涡环沿周向施以五个波长的扰动时，固粒扩散的范围较宽·固粒的扩散与扰动的振幅成正比·文中所得结论与一些实验结果相符。 展开更多

关键词 气固两相流 圆射流 大涡结构 固粒扩散 涡结构

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混合层流场的特性及其大涡结构的研究 被引量：5

11

作者 林建忠 余钊圣 沈利平 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 1997年第2期217-231,共15页

对５０年代以来尤其是近１０年来有关混合层的研究成果，特别是有关大涡拟序结构的成果进行了综述。

关键词 混合层 大涡结构 稳定性 流场 涡流

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圆管纤维悬浮湍流场中粒子运动的研究 被引量：4

12

作者 张卫峰 林建忠 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2004年第7期677-685,共9页

　利用从细长体理论出发得到的三维分段积分法和湍流简化方法模拟了大量纤维粒子在圆管湍流内的运动·　统计了不同Re数下计算区域内的纤维的取向分布,计算结果与实验结果基本吻合,结果表明湍流的脉动速度导致纤维取向趋于无序,且随... 　利用从细长体理论出发得到的三维分段积分法和湍流简化方法模拟了大量纤维粒子在圆管湍流内的运动·　统计了不同Re数下计算区域内的纤维的取向分布,计算结果与实验结果基本吻合,结果表明湍流的脉动速度导致纤维取向趋于无序,且随着Re数的增加,纤维取向的分布越来越趋于均匀·　其后又考虑了纤维速度和角速度的脉动,二者都充分体现了流体速度脉动的影响,且纤维速度的脉动在流向上的强度大于横向,而其角速度的脉动在流向上的强度小于横向·　最后统计了纤维在管道截面上的位置分布。 展开更多

关键词 纤维悬浮 数值模拟 圆管流 湍流 取向

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含高浓度悬浮固粒运动射流稳定性研究 被引量：3

13

作者 林建忠 周泽宣 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2000年第12期1255-1264,共10页

首先用连续介质耦合模型推导出含高浓度悬浮固粒运动射流的空间稳定性方程 ,然后借助渐进分析法和欧拉守恒差分格式 ,用有限差分数值解法得到不同流向位置、流场雷诺数、固粒属性和喷射装置运动速度时流场的稳定性特征曲线 ,说明喷射装... 首先用连续介质耦合模型推导出含高浓度悬浮固粒运动射流的空间稳定性方程 ,然后借助渐进分析法和欧拉守恒差分格式 ,用有限差分数值解法得到不同流向位置、流场雷诺数、固粒属性和喷射装置运动速度时流场的稳定性特征曲线 ,说明喷射装置的反向运动使不稳定扰动频率范围扩大 ,正向运动则相反·　固粒抑制流场的不稳定性 ,随着固粒等效斯托克斯数的减小 ,这种效应增强·　这些结论 。 展开更多

关键词 悬浮固粒 连续介质耦合模型 稳定性 数值计算 两相运动射流

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纤维悬浮槽流空间模式稳定性分析 被引量：3

14

作者 林建忠 游振江 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2003年第8期771-778,共8页

　采用扰动的空间发展模式而非通常的时间发展模式,对含有悬浮纤维的槽流进行了线性稳定性分析·　建立了适用于纤维悬浮流的稳定性方程并针对较大范围的流动Re数及扰动波角频率进行了数值求解·　计算结果表明,纤维轴向抗拉伸... 　采用扰动的空间发展模式而非通常的时间发展模式,对含有悬浮纤维的槽流进行了线性稳定性分析·　建立了适用于纤维悬浮流的稳定性方程并针对较大范围的流动Re数及扰动波角频率进行了数值求解·　计算结果表明,纤维轴向抗拉伸力与流体惯性力之比H可以反映纤维对流动稳定性的影响·　H增大使临界Re数升高,对应的扰动波数减小,扰动空间衰减率增加,扰动速度幅值的峰值降低,不稳定扰动区域缩小。 展开更多

关键词 流动稳定性 空间模式 纤维悬浮流 槽流

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相互碰撞的圆粒子在竖直通道中沉降的数值研究 被引量：5

15

作者 王叶龙 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2006年第7期859-866,共8页

采用格子Boltzmann方法,数值模拟了考虑相互碰撞的两圆粒子的沉降,分析了Re数、初始相对位移及通道宽度对粒子沉降的影响.结果表明,在0.1<Re<20范围内,粒子沉降具有周期性.Re数越大,两圆粒子的相互作用越强,粒子横向位移的幅度也... 采用格子Boltzmann方法,数值模拟了考虑相互碰撞的两圆粒子的沉降,分析了Re数、初始相对位移及通道宽度对粒子沉降的影响.结果表明,在0.1<Re<20范围内,粒子沉降具有周期性.Re数越大,两圆粒子的相互作用越强,粒子横向位移的幅度也越大.在大Re数时,沉降的过程是两个粒子交替领先;在较小Re数时,当后面的粒子接近的时候,领先的粒子被向右侧推了一段后仍会继续领先;对中等Re数,原先在后面的粒子在第一次加速后将取得领先位置并一直保持下去.粒子的初始分布位置对沉降的形态影响不大.管道宽度变化时,粒子总的沉降特性不变,而周期改变,管道越宽,周期越长. 展开更多

关键词 格子Boltzmann方程 沉降 碰撞 圆粒子

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柱状固粒两相边界层流场稳定性研究 被引量：1

16

作者 林建忠 聂德明 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2003年第6期559-564,共6页

　从运动方程和本构方程出发,推导得到了含柱状粒子两相流场的修正Orr＿Sommerfeld方程,然后在边界层流场中,采用数值计算方法,得到了含柱状粒子流场的稳定性中性曲线,给出了流场失稳的临界雷诺数·　结果表明在所述情况下,柱状粒... 　从运动方程和本构方程出发,推导得到了含柱状粒子两相流场的修正Orr＿Sommerfeld方程,然后在边界层流场中,采用数值计算方法,得到了含柱状粒子流场的稳定性中性曲线,给出了流场失稳的临界雷诺数·　结果表明在所述情况下,柱状粒子对流场起着抑制失稳的作用。 展开更多

关键词 柱状粒子 两相流 边界层 稳定性

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添加聚合物对混合层中拟序结构的影响 被引量：4

17

作者 林建忠 邵雪明 余钊圣 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期568-572,共5页

混合层是一种在化工过程中经常见到的基本流场,对该流场拟序结构的研究具有理论和实际意义.自70年代以来,混合层中的拟序结构得到了深入和广泛的研究,然而对于加入聚合物而产生了粘弹性的混合层流场,国内外的研究工作还不多.实验方面,Hi... 混合层是一种在化工过程中经常见到的基本流场,对该流场拟序结构的研究具有理论和实际意义.自70年代以来,混合层中的拟序结构得到了深入和广泛的研究,然而对于加入聚合物而产生了粘弹性的混合层流场,国内外的研究工作还不多.实验方面,Hibberd发现聚合物的加入使流场中小尺度结构减少,拟序结构更加明显;Riediger发现拟序结构具有更长的生存期,动量厚度的增长受到抑制.理论方面,最新的进展是Azaiez和Homsy(简称AH)用Oldroyd-B模型求解了流场,但是在求解时,发现在Weissenberg数为5时数值解发散,并用有限拉伸率下聚合物法向应力会趋于无穷来解释这一现象.因而对流场没作仔细的研究.但事实上,数值解的发散并不表示此时应力已出现奇点,而是由于应力迅速增长的性质导致数值计算出现不稳定,正如计算激波时还没有真正到达间断,数值解就会由于振荡而发散.因此,可以采用适当的滤波措施来稳定计算而得到合理的近似解. 展开更多

关键词 混合层 拟序结构 Oldroyd-B模型 拟谱方法

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张量封闭模型与三维取向分布对纤维悬浮槽流稳定性的影响

18

作者 游振江 林建忠 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期281-286,共6页

　应用3种不同的纤维方向张量封闭模型,数值模拟了纤维悬浮槽流的流动稳定性问题,从而研究封闭模型和纤维的三维取向分布对稳定性分析的影响·　结果发现,采用3种不同封闭模型所得到的流动稳定特性与纤维参数之间的关系是相同的,但... 　应用3种不同的纤维方向张量封闭模型,数值模拟了纤维悬浮槽流的流动稳定性问题,从而研究封闭模型和纤维的三维取向分布对稳定性分析的影响·　结果发现,采用3种不同封闭模型所得到的流动稳定特性与纤维参数之间的关系是相同的,但采用三维混合封闭模型时,由于纤维的取向与流向的偏差程度较大,所以纤维对流动的不稳定性具有最强的抑制作用·　而采用二维混合封闭模型时,由于纤维在平面取向条件下,其轴线整体上趋于呈流向排列,使得对流体的作用削弱。 展开更多

关键词 纤维悬浮流 流动稳定性 槽流 封闭模型 纤维取向

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