模拟气泡上升运动的一种改进的Level Set方法

采用基于体积校正法和局部重新初始化的Level Set方法,解决了Level Set方法中由于数值耗散引起的气泡体积的非守恒问题.控制方程采用同位网格下的有限容积法进行离散,采用经典的SIMPLE算法解决速度与压力耦合问题,表面张力采用CSF模型计算.通过对竖直流道内并排临近双气泡的上升运动过程进行了数值模拟,获得了令...     

三维气泡运动的数值模拟

文章基于VOF模型,借助FLUENT软件,对单个三维气泡在近自由面运动进行了数值模拟。采用了VOF的PLIC界面重构方法,追踪气泡运动过程中气泡表面的变化。监测了气泡上升速度变化以及气泡运动对自由液面的影响。通过对直径不同的气泡数值模拟,得出了气泡运动的一些基本规律。本文数值模拟结果与实验值对比分析,三维数值模拟数据与试验结果吻合较好。     

泡漩水数值模拟研究

笔者针对泡漩水所具有的三维性、自由表面、强紊动性的特点,采用三维K-ε模型,引入通度概念处理不规则边界,用VOF法追踪自由表面,并对突嘴深槽组合地形产生的泡漩水流场进行了数值计算,计算结果与实测资料吻合良好.     

三维波浪作用下大直径圆柱绕流的数值模拟

为探讨三维波浪与结构物的相互作用,以两相流概念、大涡模拟的不可压缩粘性流体运动方程和自由水面追踪分段线性近似的流体体积(VOF)法为基础,建立了三维波浪与结构物相互作用的数学模型;对三维波浪作用下大直径圆柱绕流进行了数值模拟,用两步边界定位法和虚拟边界力法确定波浪与结构物接触面.结果表明:大直径圆柱绕流系数的数值计算结果与理论解吻合,所建立的数学模型能够很好地模拟三维波浪与结构物的相互作用.     

基于CFD的30000吨载货教学实习船阻力数值模拟

为了对船舶阻力进行精确预报,选取30 000 t载货教学实习船为研究对象,基于CFD对静水中不同航速的船舶阻力进行数值模拟,建立三维船体模型,采用局部加密进行网格处理,使用Standard k-ε湍流模型,利用VOF法追踪自由液面,将结果与船模试验数据进行比较表明,该方法计算速度快,成本低,预报精度较高,具有重要工程意义.     

三维滑坡涌浪的产生及其传播过程的数值研究

从Navier-Stokes方程出发,采用VOF法追踪自由液面,基于流体计算软件FLOW3D,模拟宽广水域内滑块下滑所引起的涌浪及其传播过程,将数值结果与实验结果进行对比可知,计算值与实验值吻合较好．在此基础上,研究了涌浪产生时相同角度不同半径和相同半径不同角度测点位置的波高;并对涌浪产生后水体的流场结构以及自由液面的变化过程进行了研究．研究结果表明,该数学模型具有较高的精度和适应性,能较好地模拟滑坡崩落所导致的涌浪现象,对水库大坝设计及滑坡涌浪灾害预防具有一定的参考价值．     

泡漩水数值模拟研究

笔者针对泡漩水所具有的三维性、自由表面、强紊动性的特点，采用三维K—ε模型，引入通度概念处理不规则边界，用VOF法追踪自由表面，并对突嘴深槽组合地形产生的泡漩水流场进行了数值计算，计算结果与实测资料吻合良好。     

Euler方程解的间断面的虚拟区域方法

用高分辨率激波捕捉格式求解Euler方程时，不可避免地会用到间断面两侧的点，从而在间断面附近发生数值耗散，降低分辨率．此文应用一种虚拟区域，将Level Set方法与高分辨率激波捕捉方法结合起来求解Euler方程，不使用间断面两侧的点，从而提高了分辨率．通过激波管问题的数值实验，可以看到这种方法的优越性．     

极端波浪作用下T梁与箱梁受力研究

近海桥梁常采用的箱形截面主梁与T形截面主梁由于几何构型差异较大,在极端波浪(海啸和飓风)作用下波浪力有较大差别.分别以孤立波、椭圆余弦波模拟海啸和飓风波浪,基于RANS方程和SST k-ω湍流模型建立二维数值模型,采用VOF(volume of fluid)法追踪自由液面,对数值水槽造波效果及波浪力计算结果进行验证;在...     

基于贝叶斯原理的车次号追踪方法

在铁路行车调度指挥中,需要实时掌握列车在路网中的实际位置.本文对承载 列车位置信息的车次号追踪方法的实现和优化进行研究.在分析车次号追踪问题基础上 给出了问题的数学描述和依赖于信号状态及列车行车计划的车次号基本追踪模型,并在 此基础上,构建了基于贝叶斯原理的车次号追踪优化方法和模型.采用津秦高速铁路数据 对实现的车次号追踪模型进行仿真和分析,并对车次号追踪模型在各种约束下的实现结 果进行比较分析.结果表明,该优化的车次追踪算法能有效地降低车次号追踪的误判,具 有良好的容错性和鲁棒性.     

高水头大流量泄洪隧洞体型优化数值模拟研究

采用VOF法和k-ε紊流模型相结合对金沙江溪洛渡水电站3#泄洪隧洞泄洪过程进行了数值模拟,针对设计体型存在的第二、第三级掺气坎的掺气空腔长度和高度偏小,龙落尾段的水流流速过高,空化数局部偏小的问题,优化了泄洪隧洞奥奇段体型,调整了掺气坎的布置,使泄洪隧道压强分布更趋均匀,空化数分布趋于平稳,从而改善了泄洪隧洞水流的空蚀空化特性。同时增大了掺气空间,加大了泄洪隧洞的掺气保护长度。     

信号交叉口通行能力计算方法

目前计算城市交通网络信号控制交叉口通行能力的方法很多,适用范围各有不同。混合交通流是中国城市交通的特点。计算混合交通条件下城市信号控制交叉口的通行能力一直是众多交通领域专家学者研究的课题。以一个典型十字型信号交叉口为例,分别用目前中国常用的三种计算通行能力方法(冲突点法、停车线法、美国法)计算该交叉口的通行能力,并将结果与实测通行能力进行比较。比较结果显示冲突点法算得的结果与实测结果最接近,而停车线法和美国法算得的结果都偏大。因此,冲突点法是一种较适用于中国交通条件及混合交通流特性的通行能力计算方法。     

短时交通流预测方法比较

短时交通流预测是实现交通流诱导的关键技术之一。短时交通流因为其不确定性等特点而使其预测很复杂。通过实地调查获取的交通流量数据,分别采用移动平均法、指数平滑法、AR模型法3种交通流预测方法进行短时交通流量预测,并通过不同的评价指标对上述3种方法的预测效果进行评价,得出AR模型方法的预测效果优于其他2种方法。     

Numerical study on flow structure of a shallow laminar round jet

The evolution mechanism and characteristics of the submerged laminar round jet in a viscous homogenous shallow water layer are investigated through computational modeling. The laminar mode is used to solve the Navier-Stokes equations. In order to visualize the formation and evolution of the flow pattern, the volume of fluid (VOF) method is adopted to simulate the free surface of the water layer below the air and to trace the jet fluid. The results show that the jet forms a class of quasi-two-dimensional (Q2D) vortex structures in the ambient fluid with unequal influence from the bottom wall and free surface. The time dependence of three parameters, defined for the flow pattern as jet length, spiral radius and pattern length, is investigated quantitatively in their non-dimensional forms. Three different Reynolds numbers and two injection durations are further considered to discuss their influence on the flow pattern.     

320kA预焙铝电解槽电磁场分布计算与优化

利用ANSYS电磁场有限元法,建立了320 kA预焙铝电解槽三维电磁场有限元模型,计算了铝电解槽内的电场分布及磁场分布,计算结果与实测结果相吻合,验证了该模型的正确性.在此基础上提出了一种新型电解槽结构,并应用参数化设计语言（APDL）建立该结构的电磁场计算模型,以磁场为目标对该结构进行了整体优化.最终优化后电磁场分布表明：该结构铝电解槽能减小铝液层水平电流,磁场分布对称性好,有利于改善槽内铝液的流动状态,具备较大的节能潜力.     

柔性基层沥青路面混合料组成设计方法

Marshall法、GTM法和SGC体积法是目前较常用的沥青混合料组成设计方法,为了对比分析不同方法对于重交通条件下的沥青面层高温抗车辙混合料设计的适用性,采用以上三种试验方法对沥青路面的上、中和底面层级配进行混合料组成设计差异分析,以选出最经济合理的设计方法.     

基于时空特性和组合深度学习的交通流参数估计

为深入挖掘交通流时空特性,提高交通流参数估计精度,基于深度学习提出一种交通流参数估计的组合方法。根据目标断面及其上游断面的交通流数据构造输入矩阵,利用卷积神经网络捕捉交通流的空间特性,使用长短期记忆和门控循环神经网络挖掘交通流的时间特性,组合3 种深度学习方法所得输出,得到交通流参数估计值。采用中国安徽省合肥市和美国加州萨克拉门托的交通流数据进行验证。结果表明：新方法的性能优于已有各种方法,使估计误差降低 5.72%~33.29%;新组合方法具有较高的准确性和可靠性,能为智能交通系统运营与管理提供高质量的基础数据。     

Wave Number Method for Three-Dimensional Steady-State Acoustic Problems

Based on the indirect Trefftz approach, a wave number method (WNM) is proposed to deal with three-dimensional steady-state acoustic problems. In the WNM, the dynamic pressure response variable is approximated by a set of wave functions, which exactly satisfy the Helmholtz equation. The set of wave functions comprise the exact solutions of the homogeneous part of the governing equations and some particular solution functions. The unknown coefficients of the wave functions can be obtained by enforcing the pressure approximation to satisfy the boundary conditions. Compared with the boundary element method (BEM), the WNM have a smaller system matrix, and is applicable to the radiation problems since the wave functions are independent of the domain size. A 3D acoustic cavity is exemplified to show the properties of the method. The results show that the wave number method is more efficient than the BEM, and it is fairly accurate.