国家自然科学基金(11372111)
- 作品数：13 被引量：22H指数：3
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- 基于格子Boltzmann两相模型的粘弹流体挤出胀大分析
- 2019年
- 挤出胀大的数值模拟是非牛顿流体研究中具有挑战性的问题.本文运用格子Boltzmann方法(LBM)分析Oldroyd-B和多阶松弛谱PTT粘弹流体的挤出胀大现象,采用颜色模型模拟出口处粘弹流体和空气的两相流动,通过重新标色获得两种流体的界面,并最终获得胀大的形状.Navier-Stokes方程和本构方程的求解采用双分布函数模型.将胀大的结果与解析解、实验解和单相自由面LBM结果进行了比较,发现格子Boltzmann两相模型结果与解析解和实验结果相吻合,相比于单相模型,收敛速度更快,解的稳定性更高.研究了流道尺寸对胀大率的影响,并对挤出胀大的内在机理进行了分析.
- 李勇钱蔚旻何录武
- 关键词：两相流动挤出胀大格子BOLTZMANN方法
- 空间狭缝流道粘弹流体流动的有限柱解法
- 2014年
- 空间狭缝流道在粘弹性聚合物成型加工中较为常见.针对流道特点,仅仅在流动平面内对速度采用形函数插值,在厚度方向采用傅里叶级数逼近流动分布函数,推导弱解形式的单元方程后,通过坐标变换得到整体坐标下的有限元方程系数矩阵,再集合成整体系数矩阵,从而建立了空间狭缝流动的有限柱解法.分别采用有限柱法和三维有限元对积分型K-BKZ本构模型粘弹流体在L型流道的流动进行求解,发现有限柱法与三维有限元的结果在整体上十分吻合.出口处流量分布的误差小于2%,流量的结果仅仅在流道收敛处略有差异,但差异仅局限于很小的区域.相比与三维有限元方法,有限柱法的单元数、计算时间和对内存需求大大减少.研究表明有限柱法是一种分析狭缝流动的简便有效的方法.
- 李勇柳文琴阳舟
- 关键词：数值模拟
- 基于波尔兹曼方法研究幂律流体的椭圆柱绕流被引量：1
- 2015年
- 基于格子波尔兹曼方法(lattice Boltzmann method)和幂律流体本构方程,建立二维流动模型,将充分发展的速度分布与理论解进行对比,吻合良好.对幂律流体的圆柱绕流进行模拟,采用了反弹格式的无滑移圆柱边界,并使用应力积分法计算阻力系数,分析了稳态圆柱绕流时,阻力系数随幂律指数n以及雷诺数Re的变化规律.分析了椭圆横轴/纵轴长度比和幂律指数n,对压力系数C_p和黏度系数G_v的影响.得到的变化规律与有限元方法规律一致,验证了格子波尔兹曼模型的可行性.
- 吴天李勇苏永升
- 关键词：幂律流体
- 幂律流体扩展流动的格子Boltzmann模拟分析被引量：2
- 2016年
- 应用格子Boltzmann方法和D2Q9格子模型,结合剪切速率的局部计算方法以及非平衡外推边界处理格式,数值模拟了幂律流体在3:1扩展流道(2D)中的流动行为.获得了不同雷诺数Re和幂律指数n下扩展流动的流线分布,计算出了漩涡的涡心位置和大小,分析了Re和n对扩展流动特点的影响.模拟结果表明本模型和处理方法具有良好的精度和稳定性.
- 何录武薛盼李勇
- 关键词：格子BOLTZMANN方法幂律流体分布函数雷诺数
- 基于格子Boltzmann方法的挤出胀大的数值模拟被引量：4
- 2016年
- 将单相格子Boltzmann方法(lattice Boltzmann method,LBM)引入到粘弹流体的瞬态挤出胀大的数值模拟中,建立了基于双分布函数的自由面粘弹性流动格子Boltzmann模型.分析得到的流道中流动速度分布和构型张量结果与理论解十分吻合.对粘弹流体瞬态挤出胀大过程进行了模拟,并分析了运动粘度比和剪切速率对挤出胀大率的影响,得到的胀大率结果与理论分析和其它模拟结果基本一致.表明给出的LBM可以捕捉挤出胀大的瞬态效应.
- 李勇尤文玉何录武
- 关键词：格子BOLTZMANN方法挤出胀大数值模拟
- 基于结构无损检测出裂纹概率下的可靠性计算方法被引量：3
- 2017年
- 针对结构的无损检出概率密度函数,提出一种可靠性计算方法。首先定义以方差固定,均值随机游走策略的正态分布函数,作为Metropolis-Hastings(MH)抽样方法的提议分布函数,从而建立了一条马尔可夫数据链。再根据无损检出概率分布函数的均值与方差数值积分值,并结合马尔可夫数据链的平均值曲线作为马尔科夫链收敛性准则。从数据链中抽取出一条稳定的数据链,就可以利用蒙特卡洛抽样法计算出结构的失效概率。此外通过对重要性抽样、接受-拒绝抽样以及MH法3种算法比较,得出MH方法是一种有效的抽样算法。最后讨论了在不同的无损检出概率下,对压力容器贝叶斯可靠性分析结果的影响。
- 刘长虹杨存攀李勇王少楠程世玮申一淇
- 关键词：马尔科夫链蒙特卡洛方法
- 颗粒在黏弹性流体扩张和收缩流中沉降的格子Boltzmann模拟分析
- 2020年
- 对于Oldroyd-B型黏弹性流体,本文应用格子Boltzmann方法(LBM),实现了流体在二维1:3扩张流道及3:1收缩流道中流动的数值模拟,获得了黏弹性流体在扩张和收缩流道中的流场分布.结合颗粒的受力和运动规则,基于点源颗粒模型,数值分析了颗粒在扩张流和收缩流中的沉降过程和特征,讨论了颗粒相对质量和起始位置以及雷诺数Re和威森伯格数Wi对颗粒沉降特征的影响.结果表明,颗粒相对质量和起始位置以及Re对颗粒沉降轨迹和落点影响较大,而Wi的影响则较小.
- 李汉清李勇周王军何录武
- 基于格子Boltzmann方法的粘弹性流体圆柱绕流分析
- 2023年
- 将光滑界面法引入到格子Boltzmann方法中分析粘弹性流体绕流问题,分别采用单松弛模型和对流扩散模型求解运动方程和Oldroyd-B本构方程,针对圆形和椭圆内部边界条件,给出连续界面插值函数,在此基础上,运用光滑界面法将内部边界转换为作用力项施加到演化方程中。首先分析圆柱绕流问题,给出不同材料参数情况下的流场分布和阻力系数计算结果,比较发现与宏观数值模拟结果相吻合。将模型拓展到绕椭圆流动中,分析椭圆形状和材料参数对粘弹性流体绕柱流的影响,发现随着椭圆长轴与短轴比值的增加和维森伯格数的增加,阻力系数逐渐下降,并且长短轴比对迭代收敛有较大影响。
- 李勇李汉清何录武
- 关键词：粘弹性流体格子玻尔兹曼方法
- 饱和多孔介质化学-热-弹性模型及应用被引量：1
- 2018年
- 本文基于热局部非平衡(LTNE)条件和加权平均温度概念,并假设孔隙流体由溶质和溶剂两组元组成,对页岩(饱和多孔介质),推导给出了一种LTNE条件下的化学-热-弹性模型,同时讨论了耦合方程组的解耦求解问题.作为模型的应用,考虑无限大平面含一圆形孔的情况,研究了冷/热对流以及溶质摩尔分数突变边界条件下圆孔附近的孔隙压力和化-热应力问题,用Laplace变换得到了平面轴对称情况下有关力学变量的表达式.数值分析了圆孔边界上冷/热对流的Biot数和溶质摩尔分数改变量对圆孔附近孔隙压力和化-热应力的影响.结果表明:在Biot数为中等值(1～5)范围内,LTNE效应是非常明显的;化学作用对孔隙压力和固相应力的影响不可忽视.
- 陈丽何录武
- 关键词：页岩LAPLACE变换孔隙压力
- 非牛顿流体流动的格子Boltzmann方法研究进展被引量：7
- 2014年
- 格子玻尔兹曼方法 (lattice Boltzmann method,LBM)能够直接计算局部剪切速率并可以达到二次精度,因此在非牛顿流动数值模拟中展现出一定优势.尽管已证实LBM对于非牛顿流动的适用性,但是LBM需要通过即时调节BGK(Bhatnagar--Gross--Krook)碰撞项中的松弛时间来实时反映黏度改变,当松弛时间接近1/2时,迭代会出现数值不稳定现象.该文对LBM在非牛顿流体研究中的进展进行了总结,介绍了增加数值稳定性的方法并对结果的精度进行了比较,在此基础上对LBM在非牛顿研究中的进一步发展进行了展望.
- 李勇柳文琴
- 关键词：格子玻尔兹曼方法黏弹性流体分布函数
