【摘 要】
：
浸入边界法主要用于模拟存在复杂外形结构的流场的运动情况和处理各种动边界问题，目前已广泛应用于计算流体力学领域。本文工作主要是研究浸入边界法的稳定性和分析其计算精度。稳定性部分的研究结果证明在小扰动的情况下浸入边界法至少具有线性稳定性；对于既有弯矩作用又有弹性力作用的膜，弹性力对低频模态起主要作用而弯矩对高频模态起主要作用。精度分析部分的结果证明浸入边界法只具有一阶精度；并且当欧拉网格固定时增加拉格
【机 构】
：
上海交通大学,上海 200240 上海交通大学,上海 200240 海洋工程国家重点实验室,上海
论文部分内容阅读
浸入边界法主要用于模拟存在复杂外形结构的流场的运动情况和处理各种动边界问题，目前已广泛应用于计算流体力学领域。本文工作主要是研究浸入边界法的稳定性和分析其计算精度。稳定性部分的研究结果证明在小扰动的情况下浸入边界法至少具有线性稳定性；对于既有弯矩作用又有弹性力作用的膜，弹性力对低频模态起主要作用而弯矩对高频模态起主要作用。精度分析部分的结果证明浸入边界法只具有一阶精度；并且当欧拉网格固定时增加拉格朗日标志点的数目并不会改善计算误差。
其他文献
碳纳米管(CNT)由于其独特的结构形式和优越的力学性能而被看成是目前最具潜力的新型纳米级增强材料，并被广泛应用到各种不同基体的纳米复合材料当中。本文利用凝胶纺丝法将多壁碳纳米管(MWCNT)成功地加入到超高分子量聚乙烯(UHMWPE)基体中得到原纤维，继而通过热拉伸法制备出高性能的纳米复合材料纤维。拉伸实验的结果表明该纤维的比机械性质优于目前的大多数商用纤维。与相似模量的纯超高分子量聚乙烯纤维相比
碳纳米管(CNT)因其优异的物理和力学性能而在诸多领域具有广阔的应用前景，其中一个重要应用是作为复合材料的增强相。由于CNT很小的直径和很大的比表面积，界面层的厚度可达到CNT的直径量级，因此，其性能对CNT复合材料的有效性能起着重要的影响。本文将界面层近似为各向同性连续介质，建立了含有界面层的CNT复合材料的三相模型。用二尺度展开法计算了复合材料的有效弹性刚度，得到不同界面厚度、不同界面力学性能
本文通过FLUENT软件，采用二维轴对称模型和多相流的欧拉模型对冷却塔水汽相变换热的散热机理进行研究。针对被广泛接受的设计规范中的案例，本文采用相对密的网格进行计算和可靠性的验证，把填料层的流体区域设为多孔介质条件，以模拟空气通过填料层时的压力损失。根据Merkel方程，水和空气的热量交换分接触传热和相变传热两部分，接触传热部分使用FLUENT里现有的模型计算，相变传热是分别对空气加上质量源项（不
利用计算流体动力学软件Fluent对自主推进尾鳍的水动力特性进行了数值模拟，计算了尾鳍在静水中作纵摇以及自主航行运动时的流场结构及水动力性能，建立了尾鳍摆动自主推进数值计算模型，研究了不同运动参数对尾鳍流场结构及水动性能的影响, 确定了自主推进模式下的尾鳍运动速度，结果表明，随着尾鳍摆动频率的增加，尾鳍能够获得更大的推进和前进速度；通过对比尾鳍在约束模式和自主航行模式下的尾涡流场结构及演变过程，探
考虑蛋白质气泡膜变形的粘弹性特性，及其与Casson流体间的耦合作用，建立了单个蛋白质气泡在血液中有限变形的动力学方程。运用数值模拟计算的方法，分析了Casson流体的特性参数、蛋白质膜的粘弹性以及气泡的表面张力对蛋白质气泡动力学特性的影响。结果表明，增加Casson流体的粘性，蛋白质气泡振幅衰减速度加快，振动周期增加，频率减小；当蛋白质膜的粘性大于Casson流体的粘性时，增加蛋白质膜的粘弹性，
鱼类的机动运动属于非定常运动，包括快速起动、运动中变速和转向。快速起动是鱼类从静止或从巡游状态突然加速或突然改变方向的一种运动方式。目前研究工作表明，鱼类的快速起动主要分为S形起动和C形起动，前者主要用于攻击或捕捉猎物，后者主要用于逃逸。本文借助FLUENT，通过数值模拟方法研究了鱼类C形起动中不同形状的尾鳍的流场结构及动力性能。一般可以将尾鳍形状划分为对称与不对称两大类，本文选择了典型形状（矩形
软组织，如软骨，血管，皮肤的力学性能已被广泛研究。皮肤组织的热力学行为的表征具有非常重要的意义，并有助于各种医疗应用。然而，对依赖软组织力学行为的温度研究比较少。本文研究了皮肤和皮下组织作为一个整体在不同温度和加载速率条件下的粘弹性行为，讨论了热伤害对组织行为的影响以及加载过程中其内部的改变。结果表明温度对皮肤组织的粘弹性行为有重大影响，并且组织的恢复时间随加载速率的增加大大减少。迟豫特性的变化主
蚯蚓是典型的多体节软体动物。本文从生物力学的角度,分析了蚯蚓在静止和运动状态下的体壁应力,又分析了蚯蚓爬行过程中的变形以及与地面之间的摩擦力,给出了蚯蚓在地表爬行的动力学模型。进一步,又数值计算了一定质量范围的蚯蚓在静止和运动状态下体壁承受的最大应力和动力学模型方程,得到蚯蚓爬行的平均速度与质量的关系，计算结果与实验测量值基本一致。
随着压电声波器件频率的不断提高，压电材料的粘性耗散对振动性能的影响必须加以考虑。对于实际的谐振器振动问题，电极的作用也需要加以分析。本文基于粘弹性压电理论，针对具有电极的压电谐振器模型，通过在弹性常数中引入粘性系数，考虑材料粘性对振动的影响，并分析电极对振动频率的作用。利用电极和压电板之间的连续条件和电极表面的电势边界条件，得到所分析问题的线性代数方程组，进一步得到振动的频率变化，进而分析了电极和
本文自行研制了用于研究冲击作用下，液-液两相体系中液滴界面失稳及破碎现象的掉落实验平台。在此实验平台上，通过在油为连续相环境中生成水滴，对球形油水界面在落地冲击作用下的演变过程进行了研究。通过大量的实验结果分析，总结出了四种较典型的演变模式，并根据演变特征分别命名为：袋状模式、帽状模式、竹节状模式和蘑菇状模式。在此基础上，研究了实验中几个重要参数(如冲击强度，液滴直径，表面张力，密度比等)对液滴演