声学节点间断有限元方法的色散耗散特性分析

来源 :中国力学大会2011暨钱学森诞辰100周年纪念大会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cabinwyq
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  声波的直接数值模拟对数值格式的色散、耗散特性提出了严格要求。基于描述声波的线性双曲方程,运用本征值方法分析了高阶Nodal间断有限元半离散格式的色散、耗散特性。结果发现,对于任意给定的m阶多项式基函数,数值波解有m+1个值,但仅有一个值能够精确的表示对应微分方程的物理波传播方式,其余的都是寄生波,且两种波型的传播方向相反。通过与Tam的DRP 格式和Lele的六阶紧致格式进行比较发现,在相同的计算精度下,Nodal间断有限元方法的有效求解波数范围介于DRP格式和六阶紧致格式之间,非常适合于气动声学的数值模拟,为气动声场的直接模拟提供了一种新的方法。
其他文献
建立了基于K-ε紊流模型的连铸电磁搅拌流场与温度场的数学模型,对有无电磁搅拌时板坯结晶器内流场和温度场进行了数值模拟研究。研究发现,无M-EMS时,铸坯边缘的纵断面的流场主要分成四个回流区;而有M-EMS时,左侧的两个回流区基本消失,右侧两个回流区减小;有M-EMS时,铸坯中心过热度下降,横向温度梯度减小;宽面和窄面的凝固坯壳比较均匀,并且坯壳厚度较小。
将带有Isobaric修正的Ghost Fluid方法应用到多介质流体力学的数值模拟中,配合Level Set界面识别方法计算一维可压缩多介质无粘流体,有效地消除了在流体界面附近所产生的数值振荡和耗散。应用WENO格式求解Euler方程和Level Set方程,并对两种不同比热比的气-气交界问题进行了数值模拟,计算结果与相关文献的结果一致,表明利用该方法来进行可压缩多介质流动的数值模拟是可行的。
自然界(风沙、泥石流等)或者工业领域(流化床反应器等)的颗粒大都是非球形的。描述颗粒流动的离散单元法通常直接用球形颗粒代替系统内的非球形颗粒,这样虽然在一定程度上降低了系统模拟的难度,但同时也大大降低了模拟精度。有时,可能会导致和实际情况差距甚远的模拟结果。考虑到球形颗粒的碰撞检测的简单性,通常用球形颗粒堆积对非球形颗粒进行近似。如何用最少数目的球形颗粒来对非球形颗粒进行准确近似是非球形颗粒流动研
城市街谷内空气流动受城市边界层风环境驱动,对街谷内污染物扩散有直接影响。研究街谷内流场及湍流特征对分析机动车尾气污染物在城市边界层内的扩散过程有重要意义。以往研究通常采用平均风速和主导风向设置模拟边界条件,从而忽略了真实风场变化对街谷内空气流动和污染物扩散的影响。本文提出了一种动态调整计算边界条件的方法,使风速边界条件的变化与测量结果保持一致,并模拟了变化风场下街谷内空气流动和污染物扩散演化过程。
针对在混合网格上求解N-S方程收敛较慢的问题,本文发展了一种基于各向异性聚合的多重网格法。这种各向异性聚合的多重网格法将物面附近区域和外场区域的网格分别聚合,使得粗网格在尽可能保持高质量的同时更加适应流场计算的需要。通过二维、三维的典型算例考核,表明了该方法具有较好的鲁棒性。
本文提出建立可压缩斜驻点流动模型理论,近似解析高超声速二维压缩拐角分离-再附流动中再附点附近的流动规律,以揭示再附点后峰值热流的产生机理,并探讨峰值热流和峰值压强的比拟关系的流动物理基础,为准确预测峰值热流提供理论依据。
为了研究矩形液舱内液体的晃荡荷载,基于LS-DYNA软件,采用ALE方法对二维矩形液舱的液体晃荡做了数值模拟,并做了矩形液舱晃荡的模型试验。数值模拟了矩形液舱在不同激励形式下,液体晃荡的自由液面和晃荡冲击压力,并与试验结果做了对比,结果与试验吻合较好。得出了矩形液舱内液体晃荡冲击压力的大小和变化规律,并对模型试验提出改进建议。
本文以NS方程为基础,提出了研究磨刀门水道盐水楔内部垂向结构的二维斜压精细模拟计算方法,以便探讨河口盐水楔垂向结构的影响和作用。该方法采用不可压假设和垂向静压假设,将盐水密度视为一个密度常数和局部密度扰动量之和,利用VOF方法来计算水位高度,对于极薄的垂向盐度间断面,采用空气动力学跨音速计算中的人工粘性,防止盐度的非物理计算振荡。并讨论了Boussinesq假设在河口高盐水入侵计算中的影响。通过计
介绍了一种流-固耦合减振器建模方法,在建模过程中考虑了减振器叠加阀片弯曲刚度的问题。同时利用有限元方法求解了叠加阀片弯曲刚度,在求解过程中充分考虑了叠加阀片之间的接触问题。通过求解所建立的流-固耦合模型获得减振器在不同速度下的油液的压力差-流量之间的关系。最后利用液压相关公式求解减振器速度特性曲线。
本文通过数值模拟方法研究了转台转动对偏心入口油腔承载性能的影响。选取应用于大型重载液体静压转台中的偏心入口油腔为计算模型,转台最大速度取24m/s 。静态下,比较了同等条件下中心入口油腔和偏心入口油腔的油腔压强,发现中心入口油腔压强值高于偏心入口油腔;在转台转动情况下,壁面运动会减弱油腔入口喷射影响,降低油腔中压强,对偏心入口油腔中不同截面的压强分布曲线影响程度不同;在与壁面运动方向平行的截面中,