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Marangoni流动对液滴撞击过热液池影响的数值模拟
1
作者 赵烁 张杰 倪明玖 《中国科学院大学学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期289-297,共9页
对液滴撞击过热液池的动态过程进行数值模拟,着重关注由液池表面不均匀温度引起的马兰戈尼效应(Marangoni effect)对液池内的流场和温度场演化过程的影响。当乙醇液滴落入过热油池后,液池表面温度随着液滴的靠近而迅速下降,从而在径向... 对液滴撞击过热液池的动态过程进行数值模拟,着重关注由液池表面不均匀温度引起的马兰戈尼效应(Marangoni effect)对液池内的流场和温度场演化过程的影响。当乙醇液滴落入过热油池后,液池表面温度随着液滴的靠近而迅速下降,从而在径向上产生很大的温度梯度。由此引发的沿径向向内的Marangoni力会与沿径向向外的蒸汽剪切应力相抗衡,进而在蒸汽层最薄的位置形成一个“热射流”结构。随着时间的推进,占据主导地位的Marangoni力逐渐将“热射流”向内推动,直至在液滴下方形成下沉羽流。此外,随着液池黏度的增加,液池内由表面蒸汽应力引起的流动将被抑制,进而导致界面附近的换热效率大幅下降。 展开更多
关键词 莱顿弗罗斯特 马兰戈尼效应 液滴撞击液池 气-液相变
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两类方法处理两相流表面张力的比较研究 被引量：3
2
作者 倪明玖 李忠伟 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期2043-2046,共4页
本文针对含有表面张力为源项的不可压Navier-Stokes方程,在非交错网格下比较研究了两类处理源项的Projection方法。并比较研究了网格中心点处,压力梯度和表面张力的两种不同计算技术。表面张力通过CSF(ContinuousSurface Force)模型来... 本文针对含有表面张力为源项的不可压Navier-Stokes方程,在非交错网格下比较研究了两类处理源项的Projection方法。并比较研究了网格中心点处,压力梯度和表面张力的两种不同计算技术。表面张力通过CSF(ContinuousSurface Force)模型来计算。文中对一初始处于静止状态无外力作用的液滴进行模拟,通过分析虚假流速和压力分布来讨论各方法的优缺点。 展开更多
关键词 表面张力 压力梯度 Projection方法 CSF模型
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浮力作用下上升气泡的变形和驻涡形成机理研究 被引量：15
3
作者 倪明玖 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期76-80,共5页
采用直接模拟方法,研究气泡在浮力作用下的变形机理及气泡尾部驻涡形成机理。用二阶时空精度的变密度投影方法解Navier-Stokes方程,用VOF(volume of fluid)方法捕捉界面。获得了气泡平衡时的上升速度,并探讨气泡内部环流和气泡尾部驻涡... 采用直接模拟方法,研究气泡在浮力作用下的变形机理及气泡尾部驻涡形成机理。用二阶时空精度的变密度投影方法解Navier-Stokes方程,用VOF(volume of fluid)方法捕捉界面。获得了气泡平衡时的上升速度,并探讨气泡内部环流和气泡尾部驻涡间的关系。 展开更多
关键词 驻涡 VOF(volume of fluid)方法 气泡变形
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磁约束核聚变关键能量转换部件的磁流体力学研究 被引量：8
4
作者 倪明玖 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2010年第5期1-9,共9页
简述了磁约束热核聚变反应堆关键能量转换部件包层相关的流体力学及传热学研究背景,重点介绍了强磁场作用下的金属流体流动与传热问题的实验及数值研究进展.
关键词 热核聚变 磁流体力学 液态包层
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高精度隐式参差光滑格式的构造
5
作者 倪明玖 席光 王尚锦 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2000年第4期365-372,共8页
参照Ｌａｘ－Ｗｅｎｄｒｏｆｆ格式的构造方法，就双曲型方程、抛物型方程和双曲－抛物型方程，构造了一种新的ＩＲＳ（ｉｍｐｌｉｃｉｔｒｅｓｉｄｕａｌｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）格式．该ＩＲＳ格式有二阶或三阶时间精度且大大地拓宽了解... 参照Ｌａｘ－Ｗｅｎｄｒｏｆｆ格式的构造方法，就双曲型方程、抛物型方程和双曲－抛物型方程，构造了一种新的ＩＲＳ（ｉｍｐｌｉｃｉｔｒｅｓｉｄｕａｌｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）格式．该ＩＲＳ格式有二阶或三阶时间精度且大大地拓宽了解的稳定区域和ＣＦＬ数．这种新的ＩＲＳ格式有中心加权型和迎风偏向型两种，并用ｖｏｎ－Ｎｅｕｍａｎｎ分析方法分析了格式的稳定范围．讨论了在透平机械中广泛应用的Ｄａｗｅｓ方法的局限性，发现该方法对稳态问题得出的解与时间步长的选取有关，对粘性问题求解时，时间步长受严格限制．最后，结合 ＴＶＤ（ｔｏｔａｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｄｉｍｉｎｉｓｈｉｎｇ）格式和四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ技术，用 ＩＲＳ格式和 Ｄａｗｅｓ方法对二维反射激波场进行了数值模拟，数值结果支持本文的分析结论． 展开更多
关键词 Lax-Wendroff格式 隐式参差光滑格式 精度
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用低Re数k—ε双方程模型模拟跨音流场
6
作者 倪明玖 王尚锦 席光 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第S1期44-46,共3页
用低Ｒｅ数ｋ—ε双方程模型模拟跨音流场倪明玖，王尚锦，席光（西安交通大学能动学院西安７１００４９）关键词近壁Ｋ—ε双方程模型，ＴＶＤ格式，四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ法１引言工程问题的紊流求解多用紊流模型，其中标准卜。... 用低Ｒｅ数ｋ—ε双方程模型模拟跨音流场倪明玖，王尚锦，席光（西安交通大学能动学院西安７１００４９）关键词近壁Ｋ—ε双方程模型，ＴＶＤ格式，四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ法１引言工程问题的紊流求解多用紊流模型，其中标准卜。双方程模型的应用最为广泛，但在壁面... 展开更多
关键词 近壁K—ε双方程模型 TVD格式 四阶Runge-Kutta法
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封面设计图说明
7
作者 倪明玖 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2010年第5期82-82,共1页
封面图片为国际热核聚变反应堆（ITER）的示意图.国际热核聚变反应堆的即将建成,是人类最终实现聚变能和平利用的里程碑,聚变堆的研发涉及到诸多力学问题的研究.
关键词 封面设计 热核聚变反应堆 图说 和平利用 力学问题 示意图 聚变能 聚变堆
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NASA低速离心压气机时轮内部流动的数值研究 被引量：6
8
作者 席光 王晓锋 +1 位作者 樊会元 倪明玖 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期188-191,共4页
本文采用一多功能流体动力学计算软件，详细计算分析了ＮＡＳＡ低速离心压气机叶轮内部的三维速度场。通过 与实验数据以及其它软件计算结果详细定量的对比分析，研究了ＣＦＤ软件预测叶轮内部流场的能力及存在的问题，提出 了进一步提... 本文采用一多功能流体动力学计算软件，详细计算分析了ＮＡＳＡ低速离心压气机叶轮内部的三维速度场。通过 与实验数据以及其它软件计算结果详细定量的对比分析，研究了ＣＦＤ软件预测叶轮内部流场的能力及存在的问题，提出 了进一步提高数值计算精度的建议。 展开更多
关键词 数值分析 离心压气机 叶轮 流动 NASA
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磁流体方腔槽道流整体线性稳定性数值方法研究 被引量：4
9
作者 胡军 刘婵 +1 位作者 张年梅 倪明玖 《计算物理》 CSCD 北大核心 2016年第4期379-390,共12页
将Chebyshev谱配置法和基于非均匀网格的高阶FD-q差分格式运用于磁流体方腔槽道流整体线性稳定性研究,比较两类数值方法的优缺点.Chebyshev谱配置法收敛快且精度高,但需要构造非常庞大的满矩阵,存储量和计算开销巨大;高阶FD-q差分格式... 将Chebyshev谱配置法和基于非均匀网格的高阶FD-q差分格式运用于磁流体方腔槽道流整体线性稳定性研究,比较两类数值方法的优缺点.Chebyshev谱配置法收敛快且精度高,但需要构造非常庞大的满矩阵,存储量和计算开销巨大;高阶FD-q差分格式采用了基于Kosloff-Tal-Ezer变换的Chebyshev谱配置点作为离散网格,在保持较高网格收敛精度的同时,差分格式可以采用稀疏矩阵进行存储,显著降低了存储量和计算开销.相比传统的谱配置法,基于非均匀网格的高阶FD-q差分格式计算效率得到显著的提升,将高阶FD-q差分格式运用于非正则模线性最优瞬态增长的计算,计算效果良好. 展开更多
关键词 磁流体方腔槽道流 整体线性稳定性 线性最优瞬态增长 Hunt槽道流
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侧壁非对称的方管MHD流动的线性稳定性分析 被引量：4
10
作者 刘婵 张年梅 倪明玖 《中国科学院大学学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2016年第1期42-49,共8页
研究垂向磁场作用下,压差驱动下的金属流体在方截面通道中充分发展流动的线性稳定性问题.此流动中,垂直于磁场的两壁面理想导电,平行于磁场的左壁面为理想导电,右壁面绝缘.根据线性稳定性理论得到广义特征值问题,并采用2D-Chebyshev配... 研究垂向磁场作用下,压差驱动下的金属流体在方截面通道中充分发展流动的线性稳定性问题.此流动中,垂直于磁场的两壁面理想导电,平行于磁场的左壁面为理想导电,右壁面绝缘.根据线性稳定性理论得到广义特征值问题,并采用2D-Chebyshev配置法求解该特征值问题,得到扰动的增长率曲线和扰动速度在通道截面上的分布.结果表明,当Ha数变化时,流动中有2种不稳定模态依次起主导作用.这2种模态的交替发生在Ha数介于20至21之间某值.当Ha≤20时,拐点不稳定性起主导作用;当Ha≥21时,不稳定性由速度拐点、侧层内的速度剪切及射流沿z方向速度的不均匀性共同作用引起. 展开更多
关键词 线性稳定性 垂向磁场 不对称侧壁
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微尺度瞬态气泡生长及湮灭的数值模拟 被引量：1
11
作者 李帆 倪明玖 李骥 《中国科学院大学学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期31-37,共7页
对脉冲加热过程中,微型加热器表面气泡的生长及湮灭进行三维数值模拟.通过几何重构和界面追踪的方法获取气液相界面的移动和变化,分析气泡生长过程中整个计算区域内的温度和速度分布.数值模拟结果与同等条件下的实验结果相比,气泡的生... 对脉冲加热过程中,微型加热器表面气泡的生长及湮灭进行三维数值模拟.通过几何重构和界面追踪的方法获取气液相界面的移动和变化,分析气泡生长过程中整个计算区域内的温度和速度分布.数值模拟结果与同等条件下的实验结果相比,气泡的生长和萎缩过程具有较好的一致性. 展开更多
关键词 气液相变 微型加热器 微气泡 传热
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高速离心压气机时轮性能预测及流场分析
12
作者 高丽敏 席光 +1 位作者 王尚锦 倪明玖 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期427-430,共4页
用时间推进法数值求解相对圆柱坐标系下的雷诺平均Ｎ－Ｓ方程，模拟高速离心叶轮内部的三维粘性流场。计算是在设计转速９个不同的流动工况下进行的。与实验结果比较了三个不同流量下的轮缘周向平均静压，对典型通道位置截面的子午速度... 用时间推进法数值求解相对圆柱坐标系下的雷诺平均Ｎ－Ｓ方程，模拟高速离心叶轮内部的三维粘性流场。计算是在设计转速９个不同的流动工况下进行的。与实验结果比较了三个不同流量下的轮缘周向平均静压，对典型通道位置截面的子午速度分布与实验进行了定量比较，最后得到了转子在设计转速下的压比和等熵效率曲线．研究结果表明，本文发展的数值方法可较好的预测离心压气机叶轮的性能曲线。 展开更多
关键词 叶轮 性能曲线 数值计算 离心压气机 流场分析
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关于对流差分格式有界性与CBC准则的讨论
13
作者 高丽敏 倪明玖 王尚锦 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期98-102,共5页
通常认为CBC准则是差分格式有界性的充要条件。本文采用满足与不满足CBC准则的两种高阶差分格式对非线性问题进行了求解 ,重新讨论了格式有界性与CBC准则的关系 ,得出结论如下 :在数值方法稳定的前提下 ,CBC准则下的有界格式是求解有界... 通常认为CBC准则是差分格式有界性的充要条件。本文采用满足与不满足CBC准则的两种高阶差分格式对非线性问题进行了求解 ,重新讨论了格式有界性与CBC准则的关系 ,得出结论如下 :在数值方法稳定的前提下 ,CBC准则下的有界格式是求解有界的充分条件 ,而非必要条件 ;此外 ,文章还分析了张涵信三阶精度格式的特点。 展开更多
关键词 CBC准则 有界性 对流差分格式 对流有界性准则 高阶 非线性问题 张涵信三阶精度格式 SMART格式
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用四阶Runge-Kuta法和TVD格式求解两维跨超音流场
14
作者 王尚锦 倪明玖 席光 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第3期221-224,共4页
利用坐标转换给出两维任意曲线坐标系下雅可比矩阵特征值、特征向量及Ｈａｒｔｅｎ型ＴＶＤ格式的详细表达式，并结合四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔａ法发展了一种新的、有效的求解超音、跨音流场的算法。数值计算表明，本文的方法可有效地求... 利用坐标转换给出两维任意曲线坐标系下雅可比矩阵特征值、特征向量及Ｈａｒｔｅｎ型ＴＶＤ格式的详细表达式，并结合四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔａ法发展了一种新的、有效的求解超音、跨音流场的算法。数值计算表明，本文的方法可有效地求解跨音流场。 展开更多
关键词 TVD格式 欧拉方程组 超跨音流场 气体动力学
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固体材料导热系数的分子动力学模拟
15
作者 王增辉 赵凯璇 倪明玖 《中国科学院研究生院学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期599-604,共6页
采用分子动力学方法对金属和非金属材料薄膜的导热系数进行数值模拟.非金属材料氩的粒子间相互作用势采用12/6 L-J势能模型,金属材料钨使用MEAM势能模型.模拟结果表明,非金属材料氩的导热系数与已有实验结果符合较好,但金属材料钨的导... 采用分子动力学方法对金属和非金属材料薄膜的导热系数进行数值模拟.非金属材料氩的粒子间相互作用势采用12/6 L-J势能模型,金属材料钨使用MEAM势能模型.模拟结果表明,非金属材料氩的导热系数与已有实验结果符合较好,但金属材料钨的导热系数结果较实验结果小1～2个数量级.研究结果表明,引入自由电子导热模型能较准确预测金属材料钨的导热系数变化规律. 展开更多
关键词 导热系数 分子动力学 尺寸效应 温度依赖性
原文传递
液态金属热对流典型流动结构实验研究
16
作者 程有基 陈新元 +1 位作者 阳倦成 倪明玖 《中国科学院大学学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第2期155-164,共10页
通过搭建长宽高比为1∶1∶2的实验方腔,系统性地研究低普朗特数(0.03)的镓铟锡合金在有/无磁场作用下所产生的热对流结构。实验中上下铜板的温差由2个恒温水浴来实现,通过在铜板上布置测温探头测量温度,在方腔侧壁布置超声波探头实现对... 通过搭建长宽高比为1∶1∶2的实验方腔,系统性地研究低普朗特数(0.03)的镓铟锡合金在有/无磁场作用下所产生的热对流结构。实验中上下铜板的温差由2个恒温水浴来实现,通过在铜板上布置测温探头测量温度,在方腔侧壁布置超声波探头实现对液态金属内部速度分布的测量。实验获得了3种典型的流动结构,无磁场环境下液态金属的流动在空间上呈现大尺度环流,靠近冷热端液态金属的温度无序波动,且速度分布符合热湍流的基本特性,为流动结构Ⅰ。当施加水平磁场,磁场极大地抑制对流运动,出现稳定的单涡胞运动结构,即流动结构Ⅱ和振荡的双涡胞运动结构,即流动结构Ⅲ。随后通过对3个不同测量位置的速度分布进行详细分析,深入解析水平磁场存在下的这2种流动结构的典型特征。 展开更多
关键词 热对流 液态金属 磁流体力学 单涡胞运动 振荡双涡胞运动
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均匀磁场中初始静止的液态金属在电流作用下三维运动的数值研究 被引量：4
17
作者 王进进 张杰 倪明玖 《中国科学院大学学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期166-171,共6页
液态金属在磁场中运动的研究在理论和应用方面都具有重要的意义.本文建立了在均匀磁场中初始时刻静止的液态金属流体的物理模型,并向其中通入水平方向的电流.采用数值方法研究当存在沿竖直方向的、沿水平方向且平行于电流方向和沿水平... 液态金属在磁场中运动的研究在理论和应用方面都具有重要的意义.本文建立了在均匀磁场中初始时刻静止的液态金属流体的物理模型,并向其中通入水平方向的电流.采用数值方法研究当存在沿竖直方向的、沿水平方向且平行于电流方向和沿水平方向且垂直于电流方向的外加磁场三种情况下金属流体的三维运动特性.分析发现,电磁场的耦合作用会使原本静止的液态金属失稳并开始运动,还会从自由表面生发出大量的二次液块甚至细小的液滴.磁场的方向和强度、电流的方向和密度均会影响金属流体的运动形态. 展开更多
关键词 液态金属流动 均匀磁场 恒定电流 数值模拟
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液态金属中气泡上升的超声波测速实验研究与数值模拟 被引量：3
18
作者 汪世栋 王增辉 倪明玖 《中国科学院大学学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期598-602,共5页
通过实验研究与数值模拟方法,研究氩气泡在静止非透明金属流体GaInSn中的上升运动.实验研究使用超声多普勒测速仪测量气泡上升速度.数值模拟使用湍流两方程模型,采用VOF方法进行界面捕捉.气泡上升速度的实验结果和数值模拟结果符合较好... 通过实验研究与数值模拟方法,研究氩气泡在静止非透明金属流体GaInSn中的上升运动.实验研究使用超声多普勒测速仪测量气泡上升速度.数值模拟使用湍流两方程模型,采用VOF方法进行界面捕捉.气泡上升速度的实验结果和数值模拟结果符合较好.大气泡在液态金属中的上升运动为小幅度水平方向振荡上升. 展开更多
关键词 超声多普勒测速 氩气泡 液态金属 数值模拟
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多物理场中不同结构特征FCI的力学行为分析 被引量：1
19
作者 李明健 陈龙 +1 位作者 倪明玖 张年梅 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2015年第3期252-261,共10页
流道插件(FCI)是ITER中包层模块的重要部件,起到电绝缘和热绝缘的作用,FCI的力学行为是对复杂的磁-热-流-固多物理场共同作用的响应.将有限体积法和有限元方法相结合,对包层流道中的流场、温度场以及FCI的应力应变场进行求解,分析了磁... 流道插件(FCI)是ITER中包层模块的重要部件,起到电绝缘和热绝缘的作用,FCI的力学行为是对复杂的磁-热-流-固多物理场共同作用的响应.将有限体积法和有限元方法相结合,对包层流道中的流场、温度场以及FCI的应力应变场进行求解,分析了磁场效应对结构的影响,以及不同FCI壁厚和间隙流宽度等结构特征对包层的影响.计算结果表明,强磁场虽然会产生较强的MHD效应,但可以降低第一壁温度和FCI结构热应力;较厚的FCI可以降低第一壁上的最高温度,但也会增加FCI上的温度梯度和热应力;而较宽的间隙有利于降低第一壁上的最高温度,但会增加FCI的最大Mises应力. 展开更多
关键词 多物理场 包层结构 流道插件 热应力 流固耦合
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平行平板间导电流体的磁流体动力学稳定性(英文) 被引量：3
20
作者 Zakir Hussain 刘婵 +1 位作者 倪明玖 张年梅 《中国科学院研究生院学报》 CSCD 北大核心 2013年第3期304-310,共7页
采用Chebyshev配置点法研究平行平板间的导电流体在外加横向磁场作用下的动力稳定性.通过求解广义Orr-Sommerfeld方程的特征值问题,利用QZ法获取中性曲线,详细分析时间模式下磁流体线性稳定性,研究磁场Hartmann数、Reynolds数、波数和... 采用Chebyshev配置点法研究平行平板间的导电流体在外加横向磁场作用下的动力稳定性.通过求解广义Orr-Sommerfeld方程的特征值问题,利用QZ法获取中性曲线,详细分析时间模式下磁流体线性稳定性,研究磁场Hartmann数、Reynolds数、波数和增长率对稳定性的作用. 展开更多
关键词 线性稳定性 导电流体 Chebyshev配置点法
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