可压缩流动

摘要： 针对使用可压缩流动数值方法求解不可压缩流动存在的刚性问题,基于虚拟压缩法思想,构造了一种以Mach数、速度、密度、温度等变量为元素的预处理矩阵,改变了控制方程组的特征根并使其量级更接近.通过理论推导与分析,证明新方法相比Weiss, Pletcher, Dailey和Choi的方法而言,不仅能降低方程组的刚性,提高了数值求解效率,而且拥有更好的稳定性,此外还能实现低速流动和高速流动之间的光滑过渡.采用有限差分格式进行离散,对流项的Roe格式作为基本加权无振荡(WENO)格式的求解器,黏性项则使用中心型紧致差分格式来计算,与预处理矩阵相结合展开数值实验,结果表明新预处理方法可以实现对无黏和有黏不可压缩流动问题的高精度模拟,且拥有比Weiss和Pletcher等提出的方法更好的收敛性和稳定性.

摘要： 格子Boltzmann方法(LBM)自20世纪90年代问世以来,由于计算高效、实施简捷,在多种复杂流动的数值模拟中得到了广泛应用。传统以平衡态分布函数泰勒展开结合半经验理论推导出的LBM模型需要使用低马赫数假设,一度被认为只能适用于等温弱可压流动的计算。近年来将LBM拓展到可压缩和热流计算的模型日益增多,其中在每个离散速度方向有多个速度模态的多层速度模型,因只使用单一分布函数,物理描述上更接近事实而受到了广泛关注。我们简述了几类典型的多层速度模型的构造思路,包括早期的多层速度模型、Watari-Tsutahara模型、比热比可变多层速度模型和Hermite多项式模型。由于Hermite多项式展开法构造的多层速度模型在数学解释上较为自洽,且其低阶形态与传统等温弱可压LBM模型一致,我们着重梳理和归纳了Hermite多项式模型的构造原理与离散速度模型的求解过程,以及时间和空间离散方法。最后对LBM与传统计算流体力学方法的结合进行了简要介绍,例如LBM有限差分、LBM有限体积和LBM有限元方法,并对LBM多层速度模型目前存在的问题和未来发展方向进行了总结。

摘要： 将虚拟介质方法推广到应力波与流固界面的相互作用,基于修正虚拟流体方法(MGFM)思想提出一种适用于流固界面应力波折射问题的界面状态计算法则.以此为基础,用Zwas格式和WENO格式分别离散固体和流体控制方程,数值模拟应力波穿透水舱.数值测试表明:虚拟介质方法推广到模拟流固界面上的应力波时,数值误差具有很好的收敛性;该研究提出的计算法则具有一阶精度.一维数值结果与理论解析解能很好地吻合,验证了用虚拟介质方法模拟应力波在流固界面处反射与透射的可行性.应力波穿透水舱的数值结果表明:虚拟介质方法与任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法得到的数值结果相近;水舱加压后,透射波的强度也相应的增加;不同的水舱压力下,应力波在流固界面处的折射规律相近.该结论对舰船的防护设计有实际意义.

摘要： 目的 发展模拟可压缩流动的高精度流场求解器(HFS),用于研究高马赫数钝体绕流的表面压力脉动.方法 基于一般曲线坐标系下的可压缩Navier-Stokes方程,采用具有激波捕捉能力的高阶有限差分法WCNS-E进行离散.基于大规模并行计算对高马赫数钝锥绕流进行直接数值模拟(DNS),获得高精度的流场数据.结果 Blast wave测试结果 表明,采用不同的WCNS格式的模拟结果 与参考解吻合良好.采用HFS模拟来流冲击NACA0012翼型表面的计算结果 与NASA的OVERFLOW程序的计算结果 以及实验结果 均符合良好.结论 典型的测试算例表明,HFS能稳定且准确地捕捉强间断,对于复杂几何构型流场也能准确计算.采用HFS研究了钝锥绕流,捕获了钝锥边界层的层流、转捩和完全发展湍流等流动现象,获得了壁面脉动压力的时空分布.

摘要： 离散涡方法(DVM)是一种无网格的涡运动算法,适用于解决易产生分离流的非定常问题,将其应用于结冰过程中的流场求解,在有效模拟分离流动的同时能避免冰形尖角对网格质量的影响.但离散涡方法基于不可压N-S方程,无法应用于预测可压缩流动下的结冰过程.本文在离散涡方法的基础上添加普朗特—格劳尔特压缩性修正,进行基于离散涡方法的可压缩流动下的数值模拟,并将其应用于翼型结冰预测;对流场分布、结冰冰形和结冰模型计算过程等仿真结果进行对比和分析.结果表明:引入压缩性修正后的离散涡方法能较好地模拟可压缩流动,与实验值相比,基于该方法得到的结冰数值模拟结果符合良好,对结冰数值模拟在工程上的应用提供了一定的参考.

摘要： 在不可压缩流动中,湍流度对流动失稳与转捩的影响机制有很多研究成果,已发展了一些依据其大小预测流动转捩的模型应用于工程设计.但在高速可压缩流动中,湍流度很难测量,给该速域的流动转捩预测建模带来困难.近年来的研究表明,高速流场(马赫数≥3)中的噪声是影响流动转捩提前与推迟,甚至决定转捩途径的关键因素.但流场噪声与湍流度对流场的激励机制有没有内在联系,或流场噪声与湍流度理论上是否存在相互关联,迄今仍缺少理论分析结果.由于可压缩流场中噪声的测量相对容易,因此探讨流场噪声与湍流度之间的定量关系具有重要的理论意义和实用价值.讨论了Euler系统中各类双曲波特性,重点分析了流场声波中脉动压力与脉动速度的本质联系,从理论上得到了声压级与声致湍流度的关系.同时,为了对影响湍流度的因素有更全面的认识,导出了非声扰动与非声致湍流度的关系.为建立高速流动转捩预测模型和探讨天地一致性问题,奠定了一定的研究基础.

摘要： 针对航天器再入解体形成残骸碎片的近空间绕流计算问题,拓展了格子Boltzmann方法在可压缩流动模拟的能力.引入有限体积隐式格式求解耦合双分布函数格子Boltzmann模型方程及采用圆函数为基础构造的D2Q13离散速度模型;引入IMEX-RK格式进行了时间项离散解决模型方程的源项刚性问题;对Riemann问题、平板双马赫反射问题、RAE2822翼型跨声速绕流等近空间连续流区、可压缩典型案例进行了数值模拟.通过比较分析,初步验证了耦合双分布函数有限体积格子Boltzmann方法对连续流区、可压缩流动的模拟能力;进一步开展了方柱形解体残骸的超声速绕流模拟,得到与N-S方程计算结果吻合一致的绕流结果,证实经改进的耦合双分布函数有限体积格子Boltzmann方法对解体残骸碎片绕流问题具有较好的模拟能力.

摘要： 根据对流和压力分裂的思想本文提出了一类新的通量分裂方法,称为K-CUSP格式.该格式与传统H-CUSP、E-CUSP格式的最大差异在于:将总能量中所有的热力学量和所有的运动学量,完全分裂到相应的对流项和压力项,特征分析表明了其合理性.新定义的界面声速具有良好的计算特性，并主要对几种无粘可压缩流动问题进行了数值测试和比较分析.数值算例表明,K-CUSP格式不仅具有FVS格式的简单性和稳健性,克服了激波后压力过冲的缺点;同时兼具FDS格式的高分辨率,能精确地捕捉到接触间断和激波间断.

摘要： 现有计算方法和格式大多针对不同范围的雷诺数和马赫数,本文针对顶盖驱动流和热声制冷中涉及的谐振腔中的可压缩交变流动进行了计算,获得了方腔几何中心线上速度的分布和谐振腔内一个周期内压力分布的瞬态特性,从而验证了所采用的自主发展的二维FLUTRAPP流体计算软件能够同时计算不可压缩流动和可压缩流动.

摘要： 为研究叶轮机内部的复杂流动机理，本文独立发展了一套采用多块结构化网格、区域分解并行的可压缩流动大涡模拟求解器MPLES。文章从大涡模拟的控制方程组出发，对MPLES 使用的亚格子模型、数值离散格式、以及MPLES的结构、并行策略等方面的内容进行了较为详细的介绍；在此基础上，通过槽道湍流及圆柱绕流两个典型算例，验证了程序的可靠性；最后，以不同来流条件下的低压涡轮叶栅流动为例，揭示了MPLES在复杂流动机理研究中的广泛应用前景。

摘要： 本文针对可压缩流动的转捩问题进行大涡模拟研究,在研究中发现,现有的大涡模拟模型以及数值格式不适用于转捩问题.因此本课题组针对转捩问题,在模型和数值方法上进行了改进,提出了自适应耗散数值格式、螺度模型、动态求解方法、以及耗散相似思想.

摘要： 在复杂湍流流动的大涡模拟（LES）或直接数值模拟（DNS）中，来流边界条件特别是进口湍流边界层的生成一直是研究者面临的主要难题之一，对于可压缩流动而言更是如此。本文针对现有的可压流进口边界层生成方法——Rescaling-Reintroducing 方法（R-R 方法）与常用进口边条提法（给定总温总压和气流角）无法协调的问题，对R-R 方法进行了改进，在保证时均进口总温总压气流角的条件下，获得了接近真实的随时空演化的进口湍流边界层。文中对这一改进R-R 方法的实施进行了详细的介绍，并采用平板湍流边界层算例验证了方法的有效性；该方法的发展将为LES和DNS在复杂内/外流模拟中的应用起到积极的推动作用。

摘要： 基于对流和压力分裂的基本思想,本文发展了一种新型的混合迎风格式,称为K-CUSP格式,其主要出发点是:将总能量中所有的热力学量和所有的运动学量,完全分裂到相应的对流项和压力项.通过通量分裂思想,矩阵特征分析、界面声速的新定义、数值耗散分析和一系列数值测试等几个方面的详细研究,结果表明:新方法既具有通量差分分裂(FDS)格式的低耗散性和高分辨率,能很好地捕捉物理间断、剪切层和粘性边界层等流动结构,又具有通量矢量分裂(FVS)格式的计算效率和鲁棒性,不会在高速流动下产生非物理的马赫干扭曲和“Carbuncle”现象.与以往传统的H-CUSP、E-CUSP等某些典型格式相比,K-CUSP格式在低耗散性和稳健性方面也表现较好的数值优势,能够避免过多数值耗散掩盖真实物理耗散的问题.

摘要： 基于对流和压力分裂的基本思想,本文发展了一种新型的混合迎风格式,称为K-CUSP格式,其主要出发点是:将总能量中所有的热力学量和所有的运动学量,完全分裂到相应的对流项和压力项.通过通量分裂思想,矩阵特征分析、界面声速的新定义、数值耗散分析和一系列数值测试等几个方面的详细研究,结果表明:新方法既具有通量差分分裂(FDS)格式的低耗散性和高分辨率,能很好地捕捉物理间断、剪切层和粘性边界层等流动结构,又具有通量矢量分裂(FVS)格式的计算效率和鲁棒性,不会在高速流动下产生非物理的马赫干扭曲和“Carbuncle”现象.与以往传统的H-CUSP、E-CUSP等某些典型格式相比,K-CUSP格式在低耗散性和稳健性方面也表现较好的数值优势,能够避免过多数值耗散掩盖真实物理耗散的问题.

摘要： 基于对流和压力分裂的基本思想,本文发展了一种新型的混合迎风格式,称为K-CUSP格式,其主要出发点是:将总能量中所有的热力学量和所有的运动学量,完全分裂到相应的对流项和压力项.通过通量分裂思想,矩阵特征分析、界面声速的新定义、数值耗散分析和一系列数值测试等几个方面的详细研究,结果表明:新方法既具有通量差分分裂(FDS)格式的低耗散性和高分辨率,能很好地捕捉物理间断、剪切层和粘性边界层等流动结构,又具有通量矢量分裂(FVS)格式的计算效率和鲁棒性,不会在高速流动下产生非物理的马赫干扭曲和“Carbuncle”现象.与以往传统的H-CUSP、E-CUSP等某些典型格式相比,K-CUSP格式在低耗散性和稳健性方面也表现较好的数值优势,能够避免过多数值耗散掩盖真实物理耗散的问题.

摘要： 基于对流和压力分裂的基本思想,本文发展了一种新型的混合迎风格式,称为K-CUSP格式,其主要出发点是:将总能量中所有的热力学量和所有的运动学量,完全分裂到相应的对流项和压力项.通过通量分裂思想,矩阵特征分析、界面声速的新定义、数值耗散分析和一系列数值测试等几个方面的详细研究,结果表明:新方法既具有通量差分分裂(FDS)格式的低耗散性和高分辨率,能很好地捕捉物理间断、剪切层和粘性边界层等流动结构,又具有通量矢量分裂(FVS)格式的计算效率和鲁棒性,不会在高速流动下产生非物理的马赫干扭曲和“Carbuncle”现象.与以往传统的H-CUSP、E-CUSP等某些典型格式相比,K-CUSP格式在低耗散性和稳健性方面也表现较好的数值优势,能够避免过多数值耗散掩盖真实物理耗散的问题.

摘要： 本质无振荡格式与紧致非线性格式等非线性高阶格式中通常采用非线性重构方法进行空间变量分布的高阶近似.其中流场光滑性的度量方法以及激波等间断附近的非线性耗散机制是实现高分辨率无振荡激波捕捉计算的关键.本文介绍了一种间断探测/高阶重构的解耦计算框架,其中采用全场统一的间断探测方法获得全部流场间断,在此基础上实现任意高阶精度的空间变量重构.新的框架成功地应用于高阶本质无振荡格式和高阶紧致非线性格式的构造,并且在此基础上进行有限差分和有限体积法的空间重构.通过近似色散耗散关系和激波捕捉误差分析方法,对新型高阶格式捕捉高频光滑波和流场间断的误差进行了分析;同时,还通过经典的标量方程问题和Euler方程问题对格式进行了检验.一系列数值结果表明,本文中的数值方法有效地基于简单的算法框架实现了高阶精度格式,同时格式具有良好的计算稳定性.

摘要： 本发明提供一种可压缩物料的包装系统及可压缩物料的捆扎方法。包装系统，包括：压捆机，压捆机用于对物料进行压缩；捆扎机，捆扎机包括机架、以及设置在机架上的捆扎机头、第一带槽和第二带槽，第一带槽位于第二带槽的上方，第一带槽和第二带槽之间形成捆扎空间，第一带槽和第二带槽分别用于与捆扎机头配合输送捆扎带；输送组件，输送组件包括移动座、运载架和辅助带槽，运载架形成用于容纳压捆机处理后的物料的容纳空间，运载架可转动的设置在移动座上，辅助带槽设置在运载架上并用于与第一带槽和第二带槽配合输送捆扎带，移动座可在压捆机和捆扎机之间往复移动。通过包装系统对压缩后的物料进行打包捆扎处理，降低包装成本并提高包装效率。

摘要： 本发明公开了一种受热可压缩弹性材料及其制备方法与受热可压缩弹性隔离液，所述的受热可压缩弹性材料主要应用于深水固井防套管涨损过程；制备步骤：取石蜡、聚乙烯蜡和松香加热，使石蜡混合物处于熔融状态；取无机多孔材料放入熔融态下的石蜡混合物中，搅拌、过滤、风干，得包裹体；高强中空颗粒与包裹体混合，得混合物1；取橡胶粉与混合物1混合得受热可压缩弹性材料。本发明提供的受热可压缩弹性材料与基础隔离液共同组成受热可压缩弹性隔离液，具有很好的减缓环空压强升高的性能，在90°C条件以下可循环性能良好；经25％钻井液污染后，降压性能稍微下降，其循环使用的性能不受影响。受热可压缩弹性隔离液与钻井液、水泥浆的相容性良好。

摘要： 本公开提供了一种可压缩流体装置(1)，诸如气弹簧。所述装置包括：壳体(11)，其界定压缩腔(12)；活塞(15)，其可在腔(12)内移动；以及安全构件(2)，其以这样的方式放置：在活塞超行程时被活塞(15)撞击，由此从压缩腔(12)排放可压缩流体中的至少一些。所述装置还包括预撞击构件(25)，所述预撞击构件被布置成在安全构件(2)被撞击之前被撞击，使得安全构件(2)仅在达到预定的超行程压缩力时被撞击。

摘要： 本发明公开一种可压缩气体与不可压缩液体多介质界面追踪数值方法，单一的气体和液体介质区域均采用间断伽辽金方法进行计算，同时由于多介质流场的时间步长一般是非均匀变化的，本发明在采用间断伽辽金方法求解不可压缩Navier‑Stokes方程时，推导出基于非均匀时间步长的时间离散格式。多介质界面边界条件采用修正虚拟流体方法进行定义。在物质界面法向构造一种新的可压缩与不可压缩黎曼问题来预测界面状态，预测的界面状态不仅用于推进多介质界面，而且可以直接更新界面附近可压缩气体一侧的密度并外推得到对应的虚拟流体状态。通过多个经典数值算例的验证，发现对于气体中出现激波的多介质问题本发明能得到更为精确的数值模拟结果。

摘要： 本发明公开了一种受热可压缩弹性材料及其制备方法与受热可压缩弹性隔离液，所述的受热可压缩弹性材料主要应用于深水固井防套管涨损过程；制备步骤：取石蜡、聚乙烯蜡和松香加热，使石蜡混合物处于熔融状态；取无机多孔材料放入熔融态下的石蜡混合物中，搅拌、过滤、风干，得包裹体；高强中空颗粒与包裹体混合，得混合物1；取橡胶粉与混合物1混合得受热可压缩弹性材料。本发明提供的受热可压缩弹性材料与基础隔离液共同组成受热可压缩弹性隔离液，具有很好的减缓环空压强升高的性能，在90°C条件以下可循环性能良好；经25％钻井液污染后，降压性能稍微下降，其循环使用的性能不受影响。受热可压缩弹性隔离液与钻井液、水泥浆的相容性良好。

摘要： 本发明提供一种可压缩物料的包装系统及可压缩物料的捆扎方法。包装系统，包括：压捆机，压捆机用于对物料进行压缩；捆扎机，捆扎机包括机架、以及设置在机架上的捆扎机头、第一带槽和第二带槽，第一带槽位于第二带槽的上方，第一带槽和第二带槽之间形成捆扎空间，第一带槽和第二带槽分别用于与捆扎机头配合输送捆扎带；输送组件，输送组件包括移动座、运载架和辅助带槽，运载架形成用于容纳压捆机处理后的物料的容纳空间，运载架可转动的设置在移动座上，辅助带槽设置在运载架上并用于与第一带槽和第二带槽配合输送捆扎带，移动座可在压捆机和捆扎机之间往复移动。通过包装系统对压缩后的物料进行打包捆扎处理，降低包装成本并提高包装效率。

摘要： 一种可压缩鞋类物品，其可以包括可压缩鞋底和机械联接至所述可压缩鞋底的可压缩鞋面部分。所述可压缩鞋底基本上由多个可压缩单元组成，所述可压缩单元由柔性材料制成并且具有顶部开口和底部开口。多个所述可压缩单元横跨所述可压缩鞋底的至少大部分并且被构造成经受压缩。

摘要： 本实用新型公开了一种可压缩勺，包括：勺框；勺柄，连接所述勺框的侧端；底板；勺体，所述勺体的上、下两端分别连接所述勺框和所述底板，所述勺体能够折叠收合。本实用新型还公开一种带可压缩勺的盖。本实用新型的可压缩勺通过设置可折叠收合的勺体，可以通过收缩勺体减少存放体积，同时具有扩大勺体容量的效果，在勺体底部设置底板，可以使勺体底部形状保持固定，方便勺体的伸缩以及勺子的操作使用。

摘要： 本实用新型公开一种置于瓶体内的可压缩组件、包含有可压缩组件的瓶盖和包含可压缩组件的瓶体。其中可压缩组件包括弹性件和筒状件，其中所述筒状件的上端开有槽孔，所述弹性件包括能够封闭所述槽孔的上部以及至少能部分位于所述筒状件内并且能自由伸缩的弹性下部，所述弹性件在受到沿筒状件轴线方向的作用力时能够在所述筒状件内自由上下活动，从而实现所述筒状件的槽孔处留有能够使筒状件内的液体从槽孔处流出和回流的空间或实现弹性件的上部对所述槽孔的封闭。本申请提供的组件、瓶盖或瓶体液体包装瓶能够减少取药过程中对药液的污染。

摘要： 本实用新型提供一种可压缩的耳机和用于收纳可压缩耳机的指环支架总成，可压缩的耳机包括依次连接的耳机插头部、耳机线和耳机入耳部，所述耳机入耳部为可压缩式，包括发声单元，耳机线的一端与耳机入耳部的发声单元连接；用于收纳可压缩耳机的指环支架总成包括底盘、指环扣和入耳式伸缩卷线耳机，所述入耳式伸缩卷线耳机包括双向弹性收线器和上述可压缩的耳机。本实用新型能够避免遗失耳机的情况发生并且能够与移动终端合为一体结构，便于携带。