国家自然科学基金(50676079)
- 作品数：10 被引量：45H指数：3
- 相关作者：陈斌武利龙郭烈锦王智伟辛慧更多>>
- 相关机构：西安交通大学阿克伦大学更多>>
- 发文基金：教育部“新世纪优秀人才支持计划”教育部科学技术研究重点项目国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学医药卫生一般工业技术动力工程及工程热物理更多>>
- 气泡堆积法生成曲线多边形区域非结构化网格及其应用被引量：2
- 2009年
- 对气泡堆积法进行改进,发展了一种基于气泡堆积法生成曲线多边形区域非结构化网格的算法,将曲线边界映射为直线完成气泡添加和位置动态调整,再通过弧长参数化的方法将气泡位置映射回曲线边界,避免了移动调整过程中气泡偏离曲线的问题.提出了一种简便的判断点在复杂曲线多边形区域内的方法,简单且易于编程.通过添加不同大小的顶点气泡以及在内部设置人工点源,利用加权平均法实现了网格的局部加密.应用基于非结构化同位网格的SIMPLE算法对环扇形空腔顶盖驱动流进行了数值模拟,不同雷诺数下的计算结果与文献结果吻合较好.
- 武利龙周高领陈斌
- 关键词：非结构化网格数值模拟
- 基于气泡堆积的非结构化网格生成技术被引量：6
- 2009年
- 为了有效地提高网格的质量,基于物理思想发展了一种基于气泡堆积的非结构化网格生成算法.该算法不同于其他典型的非结构化网格生成算法,具体步骤为:首先按一定的规则向给定区域内添加具有虚拟质量的气泡,使其紧密堆积以充满整个计算区域;然后引入气泡之间的相互作用力得到各气泡的运动控制方程,通过求解该方程来调整各气泡的位置,反复迭代使所有气泡受力最小,最终达到整个系统的受力平衡,从而有效避免相邻气泡过于重叠或分离,实现调整节点位置优化网格的目的;最后通过Delaunay三角形化方法有效地联接这些气泡的中心,生成非结构化三角形网格.基于上述算法开发了相应的程序,将网格生成结果与Delaunay划分并结合拉普拉斯光顺化方法生成的网格进行了对比,发现网格的几何不规则度大大减小,质量得到了明显的提高.
- 武利龙陈斌
- 关键词：非结构化网格
- 激光手术喷雾冷却中单液滴蒸发理论模型的比较被引量：7
- 2009年
- 制冷剂喷雾可对激光治疗葡萄酒色斑过程进行有效冷却以保护表皮不受热损伤,其瞬态喷雾冷却过程涉及复杂的液滴蒸发、强烈的对流换热和质量传递。本文对描述制冷剂喷雾平衡蒸发阶段单个液滴蒸发的理论模型进行改进,比较了基于各种假设的七个气相传质模型对R-134a喷雾冷却过程中单个液滴蒸发特性的影响,发现考虑过热影响的气相模型所预测的蒸发过程最接近实验结果,用该模型研究了液滴初始直径和速度等参数对液滴蒸发特性的影响。
- 辛慧周致富陈斌王国祥王跃社
- 关键词：液滴蒸发葡萄酒色斑激光治疗
- 激光手术喷雾冷却中单个液滴蒸发特性被引量：23
- 2008年
- 制冷剂喷雾冷却(CSC)是激光治疗鲜红斑痣(PWS)手术的重要辅助手段。为了深入了解制冷剂喷雾特性以提高冷却效率、优化喷嘴设计,利用质量传递数法推导传质方程,通过选取合适的阻力系数经验关联式建立了动量方程,考虑液滴蒸发以及与环境气体的对流换热建立了液滴能量方程,初步建立了单个制冷剂液滴平衡蒸发阶段蒸发冷却理论模型。利用建立的模型模拟悬挂水滴冷冻过程的过冷阶段,并在变物性条件下预测了制冷剂液滴温度随飞行距离的变化,结果与实验对比证明了模型的有效性。有关液滴初始参数对液滴蒸发冷却特性影响的研究结果表明,本模型可以为制冷剂喷雾冷却实际应用于激光治疗鲜红斑痣手术提供有效的分析方法。
- 周致富辛慧陈斌王国祥
- 关键词：医用光学与生物技术数学建模激光手术鲜红斑痣液滴蒸发
- 椭圆涡环相互作用的离散涡数值模拟被引量：2
- 2009年
- 本文发展了三维离散涡模型研究了单个椭圆涡环以及两个沿同一轴线运动涡环的相互作用。首先用两个相向运动圆涡环的碰撞过程与实验的对比验证了模型的有效性,随后研究了单个椭圆涡环的运动,得到了其长短轴交替互换周期的表达式。最后以此为基础分别研究了沿同一轴线两个椭圆涡环的相向碰撞和交替穿越过程,发现碰撞后生成的新涡环变大而形状与涡环的初始形状相似,而在两个椭圆涡环的相随运动中其长短轴交替互换则始终贯穿于交替穿越过程。
- 王智伟陈斌郭烈锦
- 关键词：数值模拟
- 离散涡法模拟不同直径串列圆柱绕流被引量：2
- 2008年
- 通过在势流场中嵌入有限数目的点涡来代表局部有旋区域连续分布的涡量,在拉格朗日框架下应用离散涡方法求解非定常涡量方程,从而有效模拟了高雷诺数下不同直径串列圆柱绕流脱落旋涡的动态演化过程,并分析了流场中大尺度旋涡相干结构对前后圆柱受力的影响.结果表明,流场中的小尺度旋涡会被大尺度旋涡卷吸,形成涡量强度更大的旋涡.当大圆柱在前、小圆柱在后布置时,大圆柱的升、阻力系数受影响较小,大圆柱阻力系数基本保持不变,小圆柱阻力系数平均值较小但振幅波动较大,大圆柱的升力系数波动较大,大、小圆柱的升力系数的平均值都基本为0;当小圆柱在前、大圆柱在后布置时,大圆柱阻力系数振幅增大而平均值降低,小圆柱阻力系数振幅减小而平均值增大,大、小圆柱的升力系数趋向于一致,平均值仍然都基本为0.
- 王聪陈斌郭烈锦王智伟
- 关键词：圆柱绕流
- 基于旋涡强度法的湍流泡状流混合层流动
- 2009年
- 用旋涡强度法对PIV测得的湍流泡状流混合层流动进行研究,混合层高低侧流速之比为4∶1,基于速度差和管道水力直径的Reynolds数范围为4400～132000。气泡分别从隔板尾部混合层的中心起始位置与低速侧注入流体,直径为0.5～2mm。利用旋涡强度法分析流场清楚地显示出排除了剪切作用的涡结构主要集中在混合层中心的锥形区域,随着Reynolds数的增大,旋涡强度的值不断增大而锥形区域不断变窄。在同一Reynolds数下,沿主流方向旋涡强度先增大、后减小。从混合层中心注气时气泡主要分布在隔板下游旋涡强度值较大的区域,而低速侧注入的气泡主要分布在低速侧,但由于涡结构的卷吸作用,低速侧注入的气泡也会进入隔板下游的中心区域。与单相流动相比,低Reynolds数情况下气泡的加入可以加剧流场本身的变化,而高Reynolds数时则对旋涡强度产生的影响较弱。
- 宁涛陈斌郭富德张西民
- 关键词：混合层泡状流
- 气泡堆积法生成局部加密非结构化网格被引量：1
- 2009年
- 对生成非结构化网格的气泡堆积法(BPM)进行改进,提出了一种生成局部加密非结构化网格的算法.该算法通过向多边形顶点添加任意大小气泡以及在内部设置点源,并利用反距离加权平均法传递节点信息,简单地实现了局部加密/稀疏网格的生成.同时,还提出了气泡数量的控制方法,可对过于稠密或者疏松的气泡群进行气泡的删除和添加,使所有的气泡更好地与计算区域相匹配,消除了不规则三角形网格的生成,提高了生成网格的质量.用改进的BPM算法对矩形区域生成了边界加密、中心稀疏的非结构化网格,在雷诺数为1 000的工况下对方腔顶盖驱动流进行了数值模拟,与基准解对比非常吻合,证明生成的网格质量较好.
- 武利龙陈斌
- 关键词：非结构化网格
- 双拉格朗日模型模拟气固两相双圆柱绕流被引量：3
- 2009年
- 以湍流剪切层中大尺度旋涡结构与颗粒群的相互作用及运动规律为研究对象,提出了一种基于离散涡方法与颗粒碰撞模型相耦合的双拉格朗日气固两相流模型.用次循环调整颗粒运动计算的时间步长,将两相计算耦合在一起,从而解决了离散涡方法求解单相流场与颗粒运动方程的时间相容性问题.首先用颗粒在兰金涡中的运动验证了所提的算法,随后将该方法应用于高雷诺数湍流旋涡结构中的颗粒水平输运过程研究,模拟了圆柱尾迹中颗粒的沉降过程及其被旋涡卷吸、扬起和团聚的过程,说明在有大尺度旋涡存在的流场中颗粒更容易被流体向下游输运.当来流速度与重力方向一致时,颗粒分布特性受颗粒Stokes数(St)影响.当St小于1时,颗粒响应流场变化的时间短,随St增加颗粒对流场变化的响应变得迟钝,重力所起的作用更加明显;当St远远大于1时,颗粒的分布几乎不受旋涡的影响,而与自由沉降的分布十分接近.
- 王聪陈斌郭烈锦王智伟
- 关键词：圆柱绕流离散涡方法气固两相流
- 粘弹性流体混合层流动的PIV实验研究被引量：2
- 2009年
- 本文在纯水混合层流动实验的基础上,使用PIV对添加高分子聚合物形成的粘弹性混合层流动进行实验研究,聚合物浓度为200mg/kg。混合层高低侧速比为4:1,速度差0.25～1.25 m/s。研究发现在纯水及粘弹性流体中均存在有明显的涡结构,添加聚合物后流场中的涡结构尺度变大,涡核也较清晰。雷诺应力则随着速度差的增大而减小,涡量随速度差的增大而增大。同纯水混合层比较,添加聚合物后的雷诺应力与涡量的峰值区域都比纯水的更宽,作用范围更大。
- 宁涛郭富德陈斌
- 关键词：粘弹性流体混合层湍流PIV
