一、COMPUTING REACTIVE FLOW ON A COARSE GRID（论文文献综述）
余亦泽[1]（2020）在《保自由流WENO方法的发展及其在预混燃烧流场计算的应用》文中研究指明本论文主要研究具有保自由流性质的高阶有限差分加权本质无震荡（Weighted Essentially Non-Oscillatory,WENO）格式的发展和应用。内容分为两太部分:（1）保自由流WENO格式及在圆柱诱导CH4/空气预混燃烧流场计算中的应用。采用保自由流5阶WENO格式求解贴体坐标变换后的多组分Euler方程组,用基元反应模型描述CH4/空气燃烧。不同于标准WENO格式通量构造方法,该WENO格式由方程的解通过WENO插值得到数值通量,在曲线坐标系具有保自由流性质。首先数值验证该WENO格式的精度和保自由流特性,然后计算圆柱诱导CH4/空气预混气燃烧流场,针对三种CH4/空气简化机理,考察不同圆柱半径的影响,给出燃烧流场压力与温度等值线和云图、压力和温度沿过驻点线分布等结果。结果表明:在考核计算结果网格无关性基础上,该WENO格式可准确地捕捉激波和火焰阵面形状、激波和火焰面驻点距离,得到的计算结果和文献相符。增大圆柱半径,激波和火焰面被推向来流方向,激波和火焰面之间距离也减小。不同机理对应自由基生成、等价链反应起始阶段的点火基元反应是不同的,但不同机理得到的弓形激波位置近似相同。和2阶TVD格式相比,5阶WENO格式采用四分之一的网格数目可得到近似相同的计算结果。（2）针对曲线坐标系下的理想磁流体力学方程（MHD方程）与磁势输运方程（CT方程）的耦合,发展了一种高阶保磁流体自由流的有限差分WENO方法。CT方程是用于控制磁场散度的误差,它属于Hamilton-Jacobi（简称H-J）类方程。对于自由流,在笛卡尔坐标下可以证明磁势是关于空间变量（x,y）的线性函数。因此,为了数值上满足保自由流性质,在求解CT方程时,需要保持磁势的数值解关于（x,y）线性。在一般的曲线坐标系下,采用标准有限差分WENO方法求解CT方程通常无法保持该性质。本文结合非结构网格有限差分方法的思想,发展了一种新的求解曲线坐标系（ξ,η）下H-J方程的有限差分WENO方法,并从理论和数值实验上证明:该方法可以保持数值解关于（x,y）为线性函数。进一步地,将该方法与守恒律的保自由流方法结合,用于求解曲线坐标系下的CT方程与MHD方程的耦合,得到了保磁流体自由流、保磁场散度的高阶有限差分WENO方法;并进行了理论与数值证明。数值结果表明:与标准WENO格式相比,在静态和动态曲线网格中,该方法均能有效地减少数值误差并消除解的非物理震荡。
牛霄[2]（2020）在《复杂多相流的自适应高精度数值方法》文中进行了进一步梳理高精度数值模拟一直是计算流体力学中热门研究领域之一。使用高阶数值格式和自适应网格技巧是提高数值精度的两种有效途径。本论文主要基于上述两种方法来研究高精度数值方法,其内容分为以下三部分:高阶移动网格数值格式,复杂流体的两步四阶时间精度高阶数值格式,自适应多分辨率方法的多相反应流锐利界面格式。在第二章中,我们发展了基于WENO重构和修正的Runge-Kutta法的高阶移动网格格式。该格式采用无显式重映中心型任意拉格朗日欧拉方法（ALE）框架,从带任意网格速度的欧拉方程的积分形式出发,构造有限体方法下的半离散形式。考虑到网格的移动会导致局部区域网格过于密集或形变,因而采取了一种稳定的三阶WENO重构方法实现高阶空间精度。传统的Runge-Kutta方法只适合于固定网格问题,无法直接应用到移动网格格式中。因此文中采用了一种修正的Runge-Kutta方法,该方法在每个Runge-Kutta时间步中都会更新单元的尺寸和网格节点的速度,从而可以应用到移动网格高阶格式中。通过数值实验证明了该格式是高精度的和健壮的,能够保证网格质量,避免扭曲,并通过等熵涡问题给出了格式的收敛阶。在第三章中,我们研究了基于Lax-Wendroff型求解器的复杂流体高阶数值格式。考虑到一般状态方程的复杂性,因而在求解黎曼问题时采用了刚性气体状态方程局部近似一般状态方程的方法。该方法基于迭代的思想,在每一步迭代中都用刚性气体状态方程局部近似一般状态方程,其结果又被用来在原始状态方程的（u,p）平面上来确定两端的新状态。随后,利用得到的新状态继续求解原始状态方程的黎曼问题,直到满足特定的条件。在高阶数值格式中采用了基于Lax-Wendroff求解器的两步四阶时间精度格式,即保持了Runge-Kutta方法的简单形式,又兼具时空耦合的结构特征。为提高黎曼问题的迭代效率,采用三阶收敛速度的逆Hermite插值。在数值实验中,给出了大量的数值算例来验证上述方法的有效性,并取得了令人满意的结果。在第四章中,我们将自适应多分辨率方法应用到刚性气体状态方程的CJ模型中。为保证界面附近物理量守恒,文中采用了锐利界面格式,该格式采用level-set方法和虚拟流体法来追踪和处理界面,可能够很自然地处理界面变化,并有效降低界面处产生的误差。此外再利用高效率存储的金字塔数据结构和自适应多分辨方法来提高数值模拟的计算效率。通过数值算例证明了该格式的健壮性和稳定性,并给出了自适应方法和非自适应方法的数值结果对比,表明自适应方法的优越性。
夏一帆[3]（2019）在《面向航空发动机燃烧室点火问题的数值计算方法研究》文中进行了进一步梳理燃烧室是航空发动机的核心部件之一,其点火可靠性是燃烧室设计的基本性能要求,事关飞行安全。本文针对航空发动机燃烧室点火问题,从模型燃烧室点火实验出发,发展数值计算方法,对燃烧室点火机理问题进行了数值计算方法相关研究。首先,在数值计算中移植了泰勒有限元（Taylor-Galerkin）和间断有限元（Discontinuous-Galerkin）格式,对比验证了数值格式的空间精度和计算效率。针对工程问题中复杂几何的高精度表达,发展了一种结合NURBS精确几何描述的曲面单元方法,将有限体积格式ETAU推广为适用于曲面单元的NETAU格式,通过数值算例验证了该格式的计算精度和稳定性,并进一步推导了 NURBS曲线与Taylor-Galerkin格式结合的数学表达。其次,针对燃烧室点火过程中的非定常湍流燃烧问题,发展了高精度低耗散的大涡模拟计算方法。该方法采用高精度低耗散的Taylor-Galerkin格式对控制方程进行离散求解;化学反应使用两步简化机理或集总简化机理;湍流燃烧模型采用动态增厚火焰模型。层流火焰算例表明集总简化机理的计算结果在多种工况下与详细机理十分一致,精度明显优于两步总包简化机理。集总机理经过三维湍流射流火焰测试,其计算总时间代价约为使用两步机理时的2.5倍。计算程序通过并行可扩展性测试,表明具有较好的强可扩展性和弱可扩展性。然后,采用本文大涡模拟方法计算了单头部旋流喷嘴的流场特性并与实验测量进行了对比。针对本课题组发展的环形燃烧室,对比分析了两种点火模式的点火过程。这两种模式的差别在于燃料供应和电火花放电的时序安排,分别为先点火后通气（Sparking First Fuel Later,SFFL）和先通气后点火模式（Fuel First Sparking Later,FFSL）。通过不同流速、当量比和热功率等工况的大量实验,研究了这两种点火模式的火焰传播规律,并为数值计算积累了丰富的实验数据库。实验发现,这两种点火模式具有不同的头部间火焰传播方式:FFSL模式存在“拱形”火焰传播,而SFFL模式呈现“锯齿形”传播方式。对于FFSL模式,论文提出了一种估算周向火焰传播速度的模型,估算值与实验测量值符合较好。出于对全环燃烧室点火过程计算量的考虑,采用商用软件CONVERGE CFD的自适应网格加密（AMR）方法,结合详细化学反应机理,对FFSL模式下环形燃烧室周向点火过程进行了数值模拟,所得火焰传播特征与实验结果基本相符,放热率与实验基本一致,周向点火时间比实验值偏大23%,可能是因为计算中没有考虑壁面温度对火焰传播的影响。最后,采用本文发展的数值计算方法对某航空发动机燃烧室瞬态点火过程进行了大涡模拟。计算所采用的燃烧室几何基本保留了真实航空发动机燃烧室的复杂结构,包括扩压器、帽罩、稳焰器、主燃孔和掺混孔等。大涡模拟所得冷态平均速度场与ANSYSCFX的RANS计算结果基本一致,但是大涡模拟在扩压器末端,帽罩机匣间和旋流器出口等位置解析了更精细的流场结构,定性上更加合理。结合煤油两步简化机理和动态增厚火焰模型,对燃烧室的点火过程进行了大涡模拟,分析了点火过程中火焰传播与非定常流动的相互作用机制。
张勇[4]（2019）在《气固分选流化床中多组分颗粒分层与混合的数值模拟研究》文中提出煤炭资源是世界范围内重要的化石能源,是我国能源战略和能源安全的重要支撑。但是煤炭燃烧产生的环境污染已经严重限制了煤炭行业的可持续发展,所以洁净煤技术成为煤炭可持续发展的必然选择。流态化选煤技术作为洁净煤技术的重要手段,为干旱缺水和高海拔地区煤炭的清洁利用提供一条切实可行的途径。气固流化床颗粒组成复杂,有大小不同的气泡运动,导致煤炭分选过程调控困难。随着计算机计算能力提高,数值模拟已经成为研究流化床中气固相互作用的重要工具。本文针对煤炭颗粒在流化床中的分选过程建立数值计算模型,并从颗粒流动、气泡运动以及床层压降波动等揭示煤炭分选过程的多尺度控制机制。根据浓相气固分选流化床中多组分颗粒组成特点,采用OpenFOAM和DEM程序建立模拟多分散颗粒分层与混合的CFD-DEM计算模型。为了验证模型的准确性,采用多粒径曳力模型模拟颗粒的分层和混合过程,采集颗粒离析度数据与实验结果对比,验证CFD-DEM计算模型的准确性和可靠性,确定合适的多组分曳力模型。颗粒的粒度离析特性主要是不同颗粒受到曳力差异导致的。鉴于气固分选流化床中介质颗粒粒度较细,数目较多,采用粗粒化模型来减少计算量,提高计算效率。对介质细颗粒采用粗粒化模型模拟,采集实验室流化床中颗粒浓度的轴向分布、压降信号波动数据,并与模拟结果对照,确定EMMS-DPM模型与实验吻合较好,但是粗粒化比率最好不超过5.0。采用傅里叶频谱分析和小波分析流化床中压力波动特性,可以发现压力波动与微观尺度颗粒运动、介尺气泡运动和宏观床层膨胀导致,而气泡运动是压力波动主要来源。在多粒径曳力模型和粗粒化模型的基础上,在模型中加入权函数插值算法模拟不同密度煤炭颗粒在气固流化床中离析过程,建立煤炭颗粒分选的EMMS-DPM-DEM多尺度计算模型。通过示踪球分选实验,采集示踪球颗粒在床层轴向方向的分布曲线,与模拟结果对照,验证模型的准确性,煤炭颗粒密度离析过程主要受到压力梯度力和介质颗粒作用力控制。第七章在EMMS-DPM-DEM计算模型的基础上,通过调控颗粒密度和粒度,以及煤炭颗粒在床层中的受力,可以发现压力梯度力和介质阻力通过竞争协调机制控制颗粒运动。探究流化床放大过程对于颗粒分离过程影响,可以发现床层中介质颗粒运动存在局部和宏观返混。布风板均匀进气时,床层横向尺度方向尺度增加不会导致放大效应,但是堆料高度增加,气泡长大,会导致颗粒分离度降低。本论文有图83幅,表7个,参考文献194篇。
王帅[5]（2019）在《流化床内稠密气固两相反应流的欧拉-拉格朗日数值模拟研究》文中指出稠密气固两相反应系统广泛存在于能源、化工和冶金等工业领域之中,其内涉及多尺度、多场和多物理过程的强烈耦合。随着计算机硬件和算法的快速发展,计算流体力学作为理论分析和实验测量的重要补充方法得到越来越广泛的应用,其充分而全面地再现了稠密气固两相反应系统内的流动和传热传质特性。本文基于欧拉-拉格朗日理论框架,发展了适用于稠密气固两相反应流的大规模并行CFD-DEM和MP-PIC计算平台,并耦合了适用于多分散性颗粒系统的传热模型（颗粒-颗粒导热、颗粒-流体-颗粒导热、颗粒-流体对流传热和颗粒辐射传热）、热解模型、焦炭转化模型、均相/异相反应模型、缩核模型和污染物生成模型等子模型。采用该方法对工业实际中常见的几种流态化设备内的气固流动、传热传质、化学反应以及污染物生成等进行了研究。研究内容主要包含以下三个部分。第一部分采用CFD-DEM方法开展了循环流化床的全三维数值模拟,研究了流化风速和环状构件对循环流化床内宏观气固特性以及颗粒输运特性（颗粒混合和耗散、颗粒停留时间、颗粒循环流率、颗粒受力和速度、颗粒拟温度等）的影响。改变流化风速可以使循环流化床处于两种流态:快速流态化和稀相输运状态。环状构件采用了四种布置方式,除了固相浓度和压强分布外,重点考察了构件数量和间距对系统性能的影响。第二部分开展了循环流化床结构优化和放大设计的研究。对于双侧返料循环流化床而言,首先基于瞬时压降和流量变化确定系统达到动态稳定的时间。随后,研究了宏观气固流动特性以及压强信号特征,并探究了不同操作工况对颗粒停留时间的影响。此外,分析了快速流态化和稀相输运状态下提升管内的固相返混特性。最后,研究了双侧返料结构对提升管内气固流动非均匀性的改善。对于六个旋风分离器并联布置的循环流化床而言,首先研究了旋风分离器不同的布置方式对气固流动的影响,获得了压强的整床分布,分析了分离器内物料分配的不均匀性。其次,研究了提升管内的颗粒聚团行为。最后,获得了丰富的颗粒尺度信息,如返混强度、耗散强度、颗粒受力、颗粒旋转等。第三部分开展了循环流化床内传热传质、化学反应和污染物生成的研究。首先将CFDDEM方法和传热模型耦合,在单颗粒的基础上对颗粒-颗粒导热、颗粒-流体-颗粒导热以及颗粒-流体对流传热模型进行了检验。在准二维鼓泡床上对传热模型进行了验证,并研究了三种传热机制的占比。随后将模型应用于全三维的循环流化床内气固传热的模拟,研究了颗粒温度的演变规律以及旋风分离器壁面的磨损。其次,在传热模型的基础上将CFDDEM方法进一步和化学反应模型相耦合,全面考虑了颗粒-颗粒/壁面碰撞、湍流、传热传质、辐射、颗粒缩核、热解、均相和异相反应等,并对流化床反应器内的生物质气化过程进行了数值模拟。最后,通过实验室尺度的串行流化床燃料反应器部分的全三维数值模拟对MP-PIC方法进行了验证,并研究了床温、水蒸气/生物质比和燃料种类对气化性能的影响。随之,在此基础上耦合了污染物生成模型,对浙江大学能源工程学院热能所的0.5 MW中试尺度的循环流化床煤和垃圾衍生燃料（Refuse derived fuel,RDF）混烧过程进行了全三维数值模拟,全面揭示了床内整场气固流动、燃烧和污染物生成特性。
王大鹏[6]（2019）在《燃烧室内振荡流场特性和反馈控制研究》文中指出压力振荡现象普遍存在于航天器动力系统燃烧室中,而强烈的压力振荡会导致内弹道异常、外弹道偏离及航天器结构损坏等灾难性后果。因此,该现象受到了世界范围内的普遍关注。然而由于复杂的产生机理和众多的影响因素,燃烧室内的压力振荡问题从未真正得到解决,它一直以来都是航天器动力系统中最具挑战性的问题之一。近期,我国在战术导弹固体火箭发动机的研制过程中,频发压力振荡问题。因此,对燃烧室内的压力振荡问题展开研究具有重要的学术价值和现实意义。本文以振荡流场为对象、固体火箭发动机为背景,通过实验验证、理论推导和数值仿真的方法对燃烧室内压力振荡的影响因素和抑制方法展开了研究,得出外界扰动频率与燃烧室内流场的特征结构对压力振荡有显着影响的结论,并通过理论推导提出了一种针对固体火箭发动机的反馈控制方法,最终使用数值技术对控制方法进行了验证。本文的研究目的是,为固体火箭发动机燃烧室内强烈的压力振荡问题寻求可供参考的解决途径。首先,文中使用实验方法确认了外界结构振动对腔内压力振荡存在影响,并以此为根据使用声模态分析、声学谐响应分析以及LES方法对移除了绝热环的VKI（冯·卡门流体动力研究所）发动机模型进行了流场在受迫扰动下的振荡特性仿真研究。通过UDF（自定义函数）实现了具有周期性扰动的质量入口条件,其表征了质量的周期性注入和抽离与平均质量注入的叠加。仿真结果表明,扰动频率对燃烧室压力振荡的幅-频特性有显着影响。文中工况下,燃烧室头部位置压力振荡幅值在相同幅值不同频率的扰动作用下可以变化80倍以上。当扰动频率接近燃烧室声频时,压力振幅大;反之,压力振幅小。在一定频率扰动作用下,燃烧室在扰动频率附近的声模态被激发。当扰动频率接近声频时,压力振荡频率在扰动频率与声频之间,并且燃烧室中在该频率倍频下的压力振荡也被激发。扰动频率接近声频时,燃烧室表现出驻波声场特性;远离声频时,表现出行波声场特性。另外,文中使用声学有限元（FEA）技术和插入脉冲衰减实验思想的重整化群（RNG）k-ε方法,对比研究了主尺寸相同的翼柱型装药与环向开槽型装药燃烧室在时-频空间的声学响应以及脉冲衰减特性。结果表明,装药的特征结构对燃烧室声学响应及脉冲衰减特性有显着影响。本文工况中,翼柱型装药结构燃烧室对前三阶声频响应能力强,环向开槽型装药燃烧室对第三到第五阶声频响应能力强。对于燃烧室头部位置,环向开槽燃烧室在工作时间内第一阶声频下声压的加权平均值在翼柱燃烧室的55%以下;特别是在工作时间中段,环向开槽型燃烧室第一阶声频下的声压在翼柱型燃烧室的35%以下。两种装药燃烧室的声学响应特性在脉冲衰减仿真中也得到体现,相同脉冲下环向开槽装药燃烧室压力弛豫时间更短,频域中压力振荡的均方根（RMS）值显着地低于翼柱装药燃烧室中的数值。并且,相较翼柱形装药结构,环向开槽结构振荡能量在高阶声频处更为集中。多种结果表明,一种我国未曾使用的环向开槽装药燃烧室的稳定性优于翼柱装药燃烧室。最后,通过对现有的燃烧室压力振荡控制方法的总结,基于反相位消声原理、针对固体火箭发动机燃烧室,通过理论推导提出了一种利用压力耦合响应时滞的压力振荡反馈控制方法。当压力耦合响应时滞在四分之一振荡周期与四分之三振荡周期之间时,推进剂表面压力耦合响应对压力振荡起到阻碍作用;若时滞为振荡周期的一半,振荡抑制效果最显着。通过UDF的编译,实现了燃烧室内驻波声场的建立和能表达压力耦合响应函数实部与时滞信息的质量入口条件。以T型燃烧器为研究对象,基于稳态波衰减实验的思想,使用标准k-ε方法对压力振荡的反馈控制方法进行了验证。针对固体火箭发动机内流场振荡现象提出的反馈控制方法可以自我验证并且服从瑞利准则。同时,使用数值技术考量了相同时滞下压力耦合响应函数值对压力振荡的影响。当压力耦合响应无时滞时,燃烧表面提供的振幅增长率随着压力耦合响应函数值的增大而增大;当压力耦合响应时滞为压力振荡的半周期时,燃烧表面对振幅衰减的能力随压力耦合响应值的增大而增大。论文提出的压力振荡控制方法或将开创固体火箭发动机反馈控制的全新领域,提出的压力耦合响应时滞或将成为衡量推进剂稳定性的重要参数。
高翔[7]（2018）在《非结构CFD并行网格变形算法及其应用》文中提出气动外形优化设计和气动弹性计算等CFD数值模拟应用通常涉及边界运动,且这类航空航天计算一般是在跨/超声速等可压缩条件下进行。本文面向运动边界的可压缩流动问题,基于非结构网格和有限体积方法,对其中核心的网格运动算法和流场求解方法进行了深入研究,提出了一系列高效的并行网格变形算法和基于密度的可压缩隐式并行求解方法,并应用于翼型俯仰振荡和气动外形优化等问题。本文主要工作和创新点如下:1)针对目前应用广泛的RBF径向基函数插值网格变形算法,对其中的贪心筛点数据减缩算法进行优化改进,提出了一种充分利用上一步结果的增量求解方法,提高了插值函数系数的求解效率。在保持算法鲁棒性的同时为进一步提高其并行计算效率,针对预先已知和不可预知的运动边界问题提出了两种并行算法。基于OpenFOAM开源CFD框架对改进的RBF并行算法进行了实现,通过典型算例测试分析了该算法的变形能力,其计算效率提高了将近一倍。2)通过进一步放松贪心筛点RBF变形方法的约束条件,提出了基于SVM支持向量机的并行网格变形算法。基于OpenFOAM框架实现了SVM并行网格变形算法,通过测试分析,给出了该机器学习方法应用于网格变形时的参数设置策略。量化对比分析了SVM与RBF网格变形算法在变形能力、控制点选取以及计算效率等方面的性能,在三维大规模算例其变形效率提高了六倍。3)首次在OpenFOAM框架中采用任意拉格朗日—欧拉（ALE）方法实现了一种基于密度方法的LU-SGS隐式并行求解器,弥补了OpenFOAM软件在可压缩动边界问题方面的应用缺陷。实现的一系列求解器可灵活耦合不同数值方法、湍流模型和网格变形算法,可应用于定常和非定常、层流和湍流、静止和运动网格等各类流动问题,通过多个算例验证了求解器的可用性和并行性能。4)首次深入系统对比分析了OpenFOAM和SU2这两个开源CFD软件在框架组成、算法类型、数据结构和应用领域等方面的特点,为基于CFD框架开展研究给出了相关指导。基于SU2软件平台,将CFD数值模拟技术、自由变形几何外形参数化方法、连续伴随方法和提出的SVM网格变形算法相结合,成功实现了翼型的气动外形优化设计。
刘丕养[8]（2017）在《酸蚀碳酸盐岩反应流蚓孔生成数值模拟研究》文中研究指明酸化是改善油气藏近井污染的一种有效措施。注入酸通过井筒注入地层,与地层中的岩石发生化学反应,可以增加地层的孔隙度、增大地层的渗透率,从而使油气更容易流向井筒。对碳酸盐岩储层来说,酸化不仅可以解除地层的污染,在合适的条件下,还可以生成一些连通井筒与地层的优势通道,称作蚓孔。蚓孔可以穿过井筒周围的污染带,大大地改善甚至是提高近井地带的渗透率,形成负表皮。岩心酸化实验结果还表明,当酸蚀岩石形成蚓孔时,地层达到相同的改善程度消耗的酸液体积最少。因此,对酸在碳酸盐岩介质中的反应流动进行模拟,找到最优的注入条件使得酸蚀碳酸盐岩储层生成蚓孔,对降低酸化成本、提高酸化效果具有重要意义。首先对现有的双尺度连续模型进行改进,模拟得到了更接近岩心酸化实验结果的溶蚀结构。模型的改进包括:提出一种新的孔隙度场生成方法,使用该方法生成的初始孔隙度场与网格密度无关且可以很方便地考虑孔隙空间相关长度及各向异性;基于分形几何理论,对岩石物理性质随孔隙度变化的关系式进行改进,新的关系式基于严格的理论推导,不含有任何经验常数;在处理数值模拟中用到的注入端边界条件时,将研究区域向外拓展一层网格,从而保证注入流量可以按照网格的有效渗透率进行分配。其次,将改进的双尺度连续模型拓展至三维径向流条件,模拟注盐酸、胶凝酸、及原位交联酸的溶蚀动态,分析岩石性质对蚓孔结构的影响,并对比分析注不同酸液类型反应生成的溶蚀结构。再次,提出一种基于非结构网格的酸岩反应流数值模拟算法。该算法与已有的基于结构网格的算法求解精度相同,但在预测蚓孔结构上精确性更高,这点对于径向注酸溶蚀的情况尤其明显。此外,该算法可以处理任意复杂边界,方便与压裂模型耦合模拟酸压过程,且在求解径向流问题时无需考虑圆周方向的边界条件。最后,基于离散裂缝模型,建立适用于裂缝性碳酸盐岩介质的酸岩反应流数学模型,并给出有效的数值求解算法。分析注入速度、裂缝方向、裂缝条数、裂缝开度、以及基岩非均质性等参数对溶蚀动态及蚓孔结构的影响。研究结果表明,文中建立的数学模型可有效地预测酸蚀碳酸盐岩实验中观察到的不同溶蚀模式。对于裂缝性碳酸盐岩,只要酸-岩反应体系相同,裂缝的存在与否只会影响最终生成的溶蚀结构,而不影响酸化时的最优注入速度。
杨雨[9]（2017）在《大涡模拟一体化加力燃烧室三维流场》文中进行了进一步梳理为了研究新型一体化加力燃烧室内的非稳态流动及燃烧过程,本文发展并完善了大涡模拟数值仿真程序,使其能够运用于类似加力燃烧室复杂结构瞬态流场分布的数值模拟中,为加力燃烧室内的热声耦合特性分析奠定基础。为了解决结构复杂的一体化加力燃烧室的结构化网格生成和计算问题,本文采用固体遮挡法处理加力燃烧室中的固体区域。该方法不仅极大地减少了网格生成时间,且能够有效的提高计算效率。选取经典台阶流动作为计算验证对象,将数值仿真结果与虚单元法及试验对比发现,两种方法获得的流场结构基本一致且与试验结果吻合较好,从而验证了固体遮挡处理方法的合理性。为了提高对加力燃烧室的预测准确性,本文在大涡模拟计算程序的基础上,添加了k方程和动态亚格子湍流模型的计算程序模块,编制了亚网格EBU燃烧模型与火焰面模型的计算模块;以Sandia国家实验室的典型扩散火焰结构为数值仿真验证对象,研究不同亚格子湍流模型和湍流燃烧模型对燃烧流场预测的影响,并将计算结果与试验进行了对比验证。结果表明,对于具有回流、射流和涡团耗散掺混等现象的复杂流动,采用动态亚格子模型的计算结果与试验数据相符较好,而Smagorinsky,k方程两种亚格子湍流模型则过高的预估了亚网格粘性的影响;两种燃烧模型在贫油区域内与试验结果吻合较好,而在富油区域内存在一定的差异,但总体而言,多步反应机理的火焰面模型预测结果更贴近试验结果。基于固体遮挡法,采用在回流掺混等复杂流动预测中适应性较好的动态亚格子湍流模型,在非交错网格体系下对一体化加力燃烧室的非稳态流场进行数值仿真研究,获得了非反应流场的数值预测结果。研究表明,在加力燃烧室空心叶片尾部出现明显的周期性涡脱落,并存在较为稳定的回流区,说明了空心叶片具有稳定火焰的作用;在叶片通道末端出现了明显的流动分离,同时中心锥后侧存在较大的涡旋,流动损失较大,表明该加力燃烧室内涵流道设计方案存在一定的不足。上述计算结果表明该计算程序能够较好地适用于航空发动机加力燃烧室等复杂结构的数值仿真。
曾现洋[10]（2016）在《多相反应流的数值模拟方法》文中研究表明多相反应流的数值模拟在许多应用研究领域发挥着重要的作用,例如在武器弹药设计与毁伤评估,重大爆炸灾害的防灾减灾,高速推进器技术以及天体物理中的超新星爆发等国防,民用和科学研究中都是不可或缺的研究手段.本文主要研究多相反应流的数值模拟方法.多相反应流指含有化学反应的多相流,不同相对应的状态参数不同.本文首先从数值格式,边界处理,网格技术和边界处理等多个方面,综述了微分方程数值模拟与爆轰史上的重要进展和发展变化,特别是多相反应流的历史发展.对爆轰的经典理论,如Chapman-Jouguet（CJ）模型和Zeldovich-von Neumann-Doring（ZN D）模型作了比较详细的论述,介绍了爆轰过程从瞬间反应到区分前导激波和反应区,再到二维多波相互作用而产生的胞格现象的整个过程.对于理想流体,本文利用Godunov格式,结合Harten-Lax-Leer-Contact （HLLC）类型的Riemann求解器,构造了相应的数值方法,并应用到一维和二维理想爆轰问题的数值模拟,包括稳态的与非稳态爆轰问题.数值模拟结果表明,这种算法鲁棒性好,能够有效捕捉爆轰波的结构特征.同时研究了高精度的移动网格数值方法在爆轰流体中的应用,比较了他们与广义黎曼问题（GRP）方法在数值精度方面的差异.对于非理想流体,本文主要考虑了三种不同类型的状态方程：刚性状态方程,Cochran-Chan（CC）状态方程和Jones-Wilkins-Lee（JWL）状态方程.针对这些非理想反应流,由于欧拉方法数值模拟中,会出现不同相的混合单元,本文发展了一种物理量重构法.应用单元格内不同物质的物理量之间的关系,如混合密度与各自密度之间的关系,以及混合内能与各物质内能之间的关系,根据热力学平衡条件,建立了多个未知变量的方程组.通过求解这个方程组,重构出混合单元内的各相物理量,结合前述的HLLC求解器,计算出单元界面的数值通量.在求解方程组时,由于相应的代数方程的多解,给数值方法带来一定的困难,本文提出一种“移动跟踪法”,能够快速得到具有物理意义的解.本文将上述算法应用到多相流的数值模拟中,给出了大量的一维和二维算例.数值结果表明,这种算法既能清晰地捕捉一维和二维的爆轰波的结构,又能比较准确地捕获多波的相互作用,得到的胞格边界清楚,排列有序,三波点的特征明显.这些都验证了该算法的有效性和可靠性.作为论文的结尾,总结讨论了这些算法的特点,并展望了下一步的工作可能遇到的困难和问题.
二、COMPUTING REACTIVE FLOW ON A COARSE GRID（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、COMPUTING REACTIVE FLOW ON A COARSE GRID（论文提纲范文）
（1）保自由流WENO方法的发展及其在预混燃烧流场计算的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外相关研究现状 |
| 1.2.1 高精度数值方法 |
| 1.2.2 曲线网格下的保自由流条件 |
| 1.2.3 化学反应流数值模拟 |
| 1.2.4 磁流体力学数值方法的发展 |
| 1.3 本文主要内容 |
| 第2章 控制方程和数值方法 |
| 2.1 本章引言 |
| 2.2 控制方程 |
| 2.3 组元热力学参数 |
| 2.4 基元反应模型 |
| 2.5 数值方法 |
| 2.5.1 保自由流WENO有限差分格式 |
| 2.5.2 表面守恒律(VCL)条件 |
| 2.5.3 Runge-Kutta时间离散 |
| 2.6 验证算例 |
| 2.6.1 精度验证 |
| 2.6.2 保自由流条件验证 |
| 2.6.3 涡性质验证 |
| 2.6.4 圆柱绕流 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 保自由流格式在化学反应流计算中的应用 |
| 3.1 本章引言 |
| 3.2 圆柱诱导CH4/空气超声速预混燃烧 |
| 3.2.1 不同圆柱半径的影响 |
| 3.2.2 不同简化动力学机理计算结果比较 |
| 3.3 零压力梯度高马赫数湍流平板边界层问题 |
| 3.4 Taylor-Green涡 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 曲线坐标系下理想MHD方程的保自由流有限差分方法 |
| 4.1 本章引言 |
| 4.2 控制方程 |
| 4.2.1 理想MHD方程 |
| 4.2.2 约束输运(Constrained transport) |
| 4.2.3 曲线坐标系和保自由流条件 |
| 4.3 数值方法 |
| 4.3.1 理想MHD方程的数值格式 |
| 4.3.2 约束输运方程的数值方法 |
| 4.3.3 算法框架 |
| 4.4 数值算例 |
| 4.4.1 H-J方程:精度测试 |
| 4.4.2 H-J方程:二维非凸Riemann问题 |
| 4.4.3 MHD:自由流条件验证 |
| 4.4.4 MHD:二维场环 |
| 4.4.5 MHD:二维Rotor问题 |
| 4.4.6 MHD:二维爆炸激波 |
| 4.4.7 MHD:弓形激波 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 本文总结 |
| 5.1 本文主要结论 |
| 5.2 需进一步研究的问题 |
| 附录A Hamilton-Jacobi方程的标准有限差分WENO方法 |
| 附录B 守恒律方程组的保自由流WENO有限差分格式 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（2）复杂多相流的自适应高精度数值方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 高精度数值格式研究进展 |
| 1.2 移动网格研究进展 |
| 1.3 自适应多分辨率方法的研究进展 |
| 1.4 本文的研究成果和结构安排 |
| 第二章 流体力学的高阶移动网格方法 |
| 2.1 高阶移动网格的离散格式 |
| 2.1.1 基于WENO重构的空间离散格式 |
| 2.1.2 移动格式下修正的Runge-Kutta法 |
| 2.1.3 移动网格方法 |
| 2.2 数值算例 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 复杂流体的高阶方法 |
| 3.1 一般状态方程黎曼解法器 |
| 3.1.1 一般状态方程的黎曼解法器 |
| 3.1.2 黎曼问题中的逆Hermite插值 |
| 3.2 两步四阶时间精度Lax-Wendroff型格式 |
| 3.3 一维数值格式和数值算例 |
| 3.3.1 一维数值格式 |
| 3.3.2 一维数值算例 |
| 3.4 二维数值格式和数值算例 |
| 3.4.1 二维数值格式 |
| 3.4.2 二维数值算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 多相反应流的自适应界面捕捉方法 |
| 4.1 多相反应流的数值模型 |
| 4.1.1 锐利界面格式 |
| 4.1.2 CJ模型的爆轰和燃烧问题 |
| 4.1.3 Level-set方法和虚拟流体法 |
| 4.2 数据结构与自适应分辨率算法 |
| 4.3 数值算例 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 附录A ADER解法器 |
| A.1 一维ADER解法器 |
| A.2 二维ADER解法器 |
| 发表文章目录 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（3）面向航空发动机燃烧室点火问题的数值计算方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 航空发动机燃烧室点火机理的实验研究 |
| 1.3 燃烧室点火过程的数值计算方法 |
| 1.3.1 湍流模型 |
| 1.3.2 高精度数值格式 |
| 1.3.3 湍流燃烧模型 |
| 1.4 航空发动机燃烧室点火机理的数值研究 |
| 1.5 本文的工作 |
| 2 湍流燃烧的基本理论和控制方程 |
| 2.1 湍流燃烧的控制方程 |
| 2.1.1 多组分混合物热力学 |
| 2.1.2 反应流的控制方程 |
| 2.1.3 化学反应动力学 |
| 2.1.4 大涡模拟方法 |
| 2.1.5 湍流模型 |
| 2.2 几种化学反应机理 |
| 2.3 湍流燃烧模型 |
| 2.3.1 增厚火焰模型 |
| 2.3.2 动态增厚火焰模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 控制方程的高精度离散 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有限体积格式 |
| 3.2.1 守恒形式的Euler和Navier-Stokes方程 |
| 3.2.2 变量重构和多维限制器 |
| 3.2.3 多维粘性模型和ETAU格式 |
| 3.3 有限元格式 |
| 3.3.1 间断有限元与Taylor有限元格式 |
| 3.3.2 两类格式的对比验证 |
| 3.4 NURBS-EATU格式 |
| 3.4.1 NURBS曲线 |
| 3.4.2 数值积分 |
| 3.4.3 测试算例 |
| 3.4.4 计算效率 |
| 3.5 NURBS-TTG格式 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于集总简化机理的大涡模拟方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 两种机理的验证和对比 |
| 4.2.1 两步机理 |
| 4.2.2 集总简化机理 |
| 4.2.3 层流火焰传播速度 |
| 4.2.4 一维层流火焰结构 |
| 4.2.5 计算效率对比 |
| 4.3 大涡模拟方法的实现 |
| 4.3.1 二维层流火焰 |
| 4.3.2 三维射流火焰 |
| 4.3.3 基于两步机理的结果 |
| 4.3.4 基于集总机理的结果 |
| 4.3.5 计算效率对比 |
| 4.3.6 程序的可扩展性 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 环形燃烧室点火过程的实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单头部流场特性 |
| 5.3 环形燃烧室周向点火过程 |
| 5.3.1 环形燃烧室 |
| 5.3.2 实验工况 |
| 5.3.3 环形燃烧室点火过程 |
| 5.3.4 周向点火时间 |
| 5.3.5 周向联焰过程 |
| 5.3.6 FFSL点火模式 |
| 5.3.7 SFFL点火模式 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 环形燃烧室周向点火的数值模拟 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验设置 |
| 6.3 数值方法 |
| 6.3.1 控制方程 |
| 6.3.2 自适应网格加密 |
| 6.4 数值与实验对比 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 某燃烧室点火过程的大涡模拟 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 计算方法 |
| 7.2.1 化学反应机理 |
| 7.2.2 几何与网格 |
| 7.2.3 计算过程 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 冷态流场 |
| 7.3.2 点火过程 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的科研成果 |
（4）气固分选流化床中多组分颗粒分层与混合的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 课题提出 |
| 1.3 研究内容与方法 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 流态化干法选煤技术概述 |
| 2.2 大颗粒在气固流化床中运动研究 |
| 2.3 选煤过程的数值模拟研究进展 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 实验系统与计算平台 |
| 3.1 流化床系统与数据采集设备 |
| 3.2 软件与计算平台 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 多组分颗粒分层与混合的CFD-DEM模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 CFD-DEM模型与计算流程 |
| 4.3 多粒径曳力模型选取 |
| 4.4 床层起始流化气速预测 |
| 4.5 多组分颗粒离析度预测 |
| 4.6 多组分颗粒粒度离析特性分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 浓相气固流化床的粗粒化模拟与多尺度分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 介质颗粒的粗粒化模型 |
| 5.3 床层宏观流化特性分析 |
| 5.4 压力信号的多尺度分析 |
| 5.5 粗粒化模型计算效率比较 |
| 5.6 床层表观密度的时空效应 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 气固流化床中煤炭分选过程的数值模拟 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 煤炭颗粒分选过程的EMMS-DPM-DEM计算模型 |
| 6.3 示踪颗粒在床层中分布的数值模拟 |
| 6.4 颗粒密度离析过程的动力学分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 干法选煤过程的调控研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 煤炭颗粒的动力学调控研究 |
| 7.3 操作气速和入料粒度对于颗粒分离过程影响 |
| 7.4 床层放大过程对煤炭颗粒分离过程的影响 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论和展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）流化床内稠密气固两相反应流的欧拉-拉格朗日数值模拟研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 术语表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 气固两相流动的分类 |
| 1.3 稠密气固两相流的概念及研究方法 |
| 1.4 稠密气固两相流的多尺度模拟策略 |
| 1.5 国内外研究进展 |
| 1.5.1 稠密气固两相反应系统的CFD-DEM数值模拟 |
| 1.5.2 稠密气固两相反应系统的MP-PIC数值模拟 |
| 1.5.3 稠密气固两相反应系统的全循环欧拉-拉格朗日数值模拟 |
| 1.6 本文的研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 数学模型和数值方法 |
| 2.1 CFD-DEM方法 |
| 2.1.1 流体运动控制方程 |
| 2.1.2 颗粒运动控制方程 |
| 2.1.3 曳力模型 |
| 2.1.4 传热模型 |
| 2.1.5 化学反应模型 |
| 2.1.6 耦合及并行算法 |
| 2.2 MP-PIC方法 |
| 2.2.1 流体运动控制方程 |
| 2.2.2 颗粒运动控制方程 |
| 2.2.3 气固相间耦合 |
| 2.2.4 化学反应模型 |
| 2.3 数值方法验证 |
| 2.3.1 小尺度鼓泡流化床 |
| 2.3.2 大尺度鼓泡流化床 |
| 2.3.3 循环流化床提升管 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 流化风速对循环流化床内颗粒运动的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 颗粒混合和耗散 |
| 3.1.2 颗粒停留时间 |
| 3.1.3 颗粒速度和受力 |
| 3.2 模拟工况 |
| 3.3 流化风速对颗粒混合的影响 |
| 3.4 流化风速对颗粒停留时间的影响 |
| 3.5 流化风速对颗粒受力及速度的影响 |
| 3.6 流化风速对颗粒耗散的影响 |
| 3.7 流化风速对颗粒拟温度的影响 |
| 3.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 环状构件对循环流化床系统性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模拟工况 |
| 4.3 宏观气固流动 |
| 4.4 固相通量 |
| 4.5 压降特性 |
| 4.6 固相循环流率 |
| 4.7 颗粒停留时间 |
| 4.8 固相耗散 |
| 4.9 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 双侧返料循环流化床内气固流动特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模拟工况 |
| 5.3 瞬态启动 |
| 5.4 宏观气固流动 |
| 5.5 压强信号 |
| 5.6 颗粒停留时间 |
| 5.7 固相返混 |
| 5.8 气固非均匀性的改善 |
| 5.9 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 六分离器循环流化床内气固流动特性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 模拟工况 |
| 6.3 宏观气固流动特性 |
| 6.4 气固不均匀分配 |
| 6.5 提升管内颗粒聚团行为 |
| 6.6 气固通量特性 |
| 6.7 固相返混强度 |
| 6.8 颗粒尺度信息 |
| 6.9 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第7章 流化床内气固传热特性研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 传热模型的检验和验证 |
| 7.2.1 单颗粒传热 |
| 7.2.2 鼓泡床传热 |
| 7.3 不同工况对鼓泡床传热特性的影响 |
| 7.3.1 宏观气固流动 |
| 7.3.2 流体速度的影响 |
| 7.3.3 粒径的影响 |
| 7.4 循环流化床传热特性 |
| 7.4.1 参数设置和网格无关性检验 |
| 7.4.2 宏观气固流动 |
| 7.4.3 颗粒温度分布 |
| 7.4.4 颗粒温度演变 |
| 7.4.5 旋风分离器的磨损 |
| 7.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第8章 流化床内生物质气化的CFD-DEM模拟研究 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 反应模型 |
| 8.2.1 蒸发 |
| 8.2.2 热解 |
| 8.2.3 气化 |
| 8.2.4 燃烧 |
| 8.3 模型验证 |
| 8.4 参数敏感性分析 |
| 8.5 模拟工况 |
| 8.6 粒径的影响 |
| 8.7 床温的影响 |
| 8.8 水蒸气/生物质比的影响 |
| 8.9 流化风量的影响 |
| 8.10 释料位置的影响 |
| 8.11 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第9章 流化床内生物质气化燃烧的MP-PIC模拟研究 |
| 9.1 引言 |
| 9.2 实验室尺度串行流化床生物质气化特性 |
| 9.2.1 参数设置 |
| 9.2.2 参数敏感性分析 |
| 9.2.3 宏观气固流动特性 |
| 9.2.4 气化反应特性及检验验证 |
| 9.3 中试尺度循环流化床固废燃烧特性 |
| 9.3.1 参数设置 |
| 9.3.2 参数敏感性分析 |
| 9.3.3 宏观气固流动特性 |
| 9.3.4 燃烧反应特性 |
| 9.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第10章 全文总结与展望 |
| 10.1 全文总结 |
| 10.2 创新点归纳 |
| 10.3 工作展望 |
| 作者简介 |
（6）燃烧室内振荡流场特性和反馈控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 背景 |
| 1.2 研究进展 |
| 1.2.1 燃烧响应模型 |
| 1.2.2 燃烧响应测量 |
| 1.2.3 流动和声学过程及数值仿真的应用 |
| 1.2.4 国内现状 |
| 1.2.5 目前存在的问题 |
| 1.3 本文的研究目的与内容 |
| 第2章 不稳定燃烧的理论基础及研究方法 |
| 2.1 不稳定燃烧的分类 |
| 2.2 线性稳定性理论 |
| 2.2.1 增益项 |
| 2.2.2 阻尼项 |
| 2.3 圆柱形燃烧室的声振型 |
| 2.4 瑞利准则 |
| 2.5 不稳定燃烧的研究方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 数值方法及验证 |
| 3.1 声学有限元数学模型 |
| 3.2 湍流模拟 |
| 3.2.1 LES方法 |
| 3.2.2 k-ε模型 |
| 3.3 数值方法验证 |
| 3.3.1 声学有限元法验证 |
| 3.3.2 LES法验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 扰动作用下燃烧室压力振荡幅-频特性研究 |
| 4.1 结构振动作用下的压力振荡实验研究 |
| 4.2 计算域与边界条件 |
| 4.3 模型燃烧室的声场 |
| 4.4 扰动质量入口作用下的流场压力振荡 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 翼柱型与环向开槽型燃烧室的声学特性及脉冲衰减研究 |
| 5.1 翼柱型与环向开槽型燃烧室的声学特性研究 |
| 5.1.1 有限元计算域、边界条件及工况 |
| 5.1.2 声模态对比研究 |
| 5.1.3 声学响应特性分析 |
| 5.2 翼柱型与环向开槽型燃烧室脉冲衰减特性研究 |
| 5.2.1 计算流体力学计算域、边界条件及工况 |
| 5.2.2 网格敏感性验证 |
| 5.2.3 计算结果及讨论 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 压力振荡的反馈控制方法研究 |
| 6.1 压力振荡的控制方法 |
| 6.1.1 压力振荡抑制原理 |
| 6.1.2 被动控制方法 |
| 6.1.3 主动控制方法 |
| 6.1.4 涡-声耦合的控制 |
| 6.2 构建的反馈控制方法研究 |
| 6.2.1 构建的压力振荡控制方法 |
| 6.2.2 控制方法的实现过程 |
| 6.3 数值计算的前处理 |
| 6.4 稳态波的自然衰减验证 |
| 6.5 无时滞的压力耦合响应函数对压力振荡的影响 |
| 6.6 半振荡周期时滞的压力耦合响应对压力振荡的影响 |
| 6.7 振荡周期内的压力耦合时滞对压力振荡的影响 |
| 6.8 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）非结构CFD并行网格变形算法及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 计算流体力学 |
| 1.1.2 非结构网格 |
| 1.1.3 开源CFD软件平台 |
| 1.2 相关研究进展 |
| 1.2.1 非结构网格生成算法研究现状 |
| 1.2.2 非结构动网格算法研究现状 |
| 1.2.3 非结构网格计算方法研究现状 |
| 1.2.4 基于开源CFD平台的相关研究现状 |
| 1.2.5 机器学习方法在CFD应用的研究现状 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第二章 基于径向基函数插值的并行网格变形算法 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 径向基函数插值算法 |
| 2.3 改进的贪心筛点加速方法 |
| 2.4 动网格求解器的整体设计及其并行实现 |
| 2.5 网格质量评价方法 |
| 2.5.1 三角形单元 |
| 2.5.2 四面体单元 |
| 2.6 测试算例 |
| 2.6.1 二维翼型旋转 |
| 2.6.2 多段翼型副翼折转 |
| 2.6.3 返回舱俯仰振荡 |
| 2.6.4 三维机翼弯曲 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于支持向量机的并行网格变形算法 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 支持向量机回归算法 |
| 3.3 与RBF网格变形算法比较 |
| 3.4 SVM动网格求解器的并行实现 |
| 3.5 性能分析 |
| 3.5.1 矩形块平移旋转 |
| 3.5.2 ONERA M6 机翼周期摆动 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 动边界可压缩问题隐式并行求解器的设计与实现 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 OpenFOAM与 SU2 软件框架对比分析 |
| 4.2.1 OpenFOAM |
| 4.2.2 SU2 |
| 4.3 基于OpenFOAM框架的数值离散方法 |
| 4.3.1 基于ALE描述的Navier-Stokes控制方程 |
| 4.3.2 空间离散方法 |
| 4.3.3 时间离散方法 |
| 4.3.4 几何守恒律 |
| 4.3.5 湍流模型 |
| 4.3.6 边界条件 |
| 4.4 基于OpenFOAM框架的LU-SGS隐式算法实现 |
| 4.5 求解器整体算法流程 |
| 4.6 几何守恒律验证 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 求解器验证与变形算法的应用 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 定常问题的计算验证 |
| 5.2.1 亚、跨声速管道流 |
| 5.2.2 层流平板边界层 |
| 5.2.3 湍流平板边界层 |
| 5.2.4 RAE2822 翼型跨声速绕流 |
| 5.2.5 不同攻角下NACA0012 翼型湍流 |
| 5.3 非定常动网格问题的计算验证 |
| 5.3.1 无粘流翼型俯仰振荡 |
| 5.3.2 跨声速湍流翼型俯仰振荡 |
| 5.4 并行性能测试 |
| 5.5 翼型气动外形优化设计 |
| 5.5.1 基于SU2 框架的气动外形优化设计流程及实现 |
| 5.5.2 二维翼型气动外形优化 |
| 5.5.3 三维翼型气动外形优化 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文的主要工作和创新点 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（8）酸蚀碳酸盐岩反应流蚓孔生成数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 论文创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 实验研究 |
| 1.2.2 数学模型研究 |
| 1.2.3 存在的问题 |
| 1.3 研究目标、研究内容及关键科学问题 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 拟解决的关键科学问题 |
| 1.4 研究方法和技术路线 |
| 1.5 论文结构安排 |
| 第二章 酸岩反应流双尺度连续模型 |
| 2.1 达西尺度模型 |
| 2.2 孔隙尺度模型 |
| 2.2.1 岩石物性参数与孔隙结构关系 |
| 2.2.2 传质系数 |
| 2.2.3 扩散系数 |
| 2.3 定解条件 |
| 2.3.1 边界条件 |
| 2.3.2 初始条件 |
| 2.4 无因次模型 |
| 2.5 数值求解 |
| 2.6 数值模拟结果 |
| 2.6.1 二维线性流 |
| 2.6.2 二维径向流 |
| 2.6.3 三维线性流 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 不同酸液类型反应流数值模拟 |
| 3.1 注盐酸反应流数值模拟 |
| 3.1.1 无因次数学模型 |
| 3.1.2 数值求解 |
| 3.1.3 模型验证 |
| 3.1.4 数值模拟结果与分析 |
| 3.2 注胶凝酸反应流数值模拟 |
| 3.2.1 数学模型 |
| 3.2.2 无因次模型 |
| 3.2.3 数值求解 |
| 3.2.4 数值模拟结果 |
| 3.2.5 注胶凝酸与注盐酸对比 |
| 3.3 注原位交联酸反应流数值模拟 |
| 3.3.1 流变模型 |
| 3.3.2 数学模型 |
| 3.3.3 无因次模型 |
| 3.3.4 数值求解 |
| 3.3.5 注原位交联酸与注盐酸对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于非结构网格的酸岩反应流数值模拟方法 |
| 4.1 数学模型 |
| 4.2 数值计算方法 |
| 4.2.1 扩散项数值离散 |
| 4.2.2 对流项数值离散 |
| 4.2.3 组装代数方程组 |
| 4.3 算法验证 |
| 4.3.1 与岩心实验结果对比 |
| 4.3.2 与数值模拟结果对比 |
| 4.4 通用求解算法的应用 |
| 4.4.1 流动模式对溶蚀动态的影响 |
| 4.4.2 复杂几何区域内反应流数值模拟 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 裂缝性碳酸盐岩反应流数值模拟 |
| 5.1 数学模型 |
| 5.1.1 裂缝系统模型 |
| 5.1.2 基岩系统模型 |
| 5.1.3 定解条件 |
| 5.2 无因次模型 |
| 5.3 数值求解 |
| 5.3.1 空间项离散 |
| 5.3.2 时间项离散及组装代数方程组 |
| 5.4 数值模拟结果与分析 |
| 5.4.1 不同注入速度对应的溶蚀模式 |
| 5.4.2 裂缝方向的影响 |
| 5.4.3 裂缝条数的影响 |
| 5.4.4 裂缝开度的影响 |
| 5.4.5 基岩非均质性的影响 |
| 5.4.6 径向流酸化数值模拟 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与建议 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）大涡模拟一体化加力燃烧室三维流场（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 湍流燃烧数值模拟综述 |
| 1.2.1 湍流流动数值模拟 |
| 1.2.2 湍流燃烧数值模拟 |
| 1.3 本文研究内容及方法 |
| 1.3.1 研究对象 |
| 1.3.2 研究内容及方法 |
| 第二章 湍流燃烧的数学模型 |
| 2.1 湍流流动的大涡模拟 |
| 2.1.1 N-S方程的空间过滤 |
| 2.1.2 亚网格尺度湍流模型 |
| 2.2 湍流燃烧的大涡模拟 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 亚网格尺度燃烧模型 |
| 第三章 数值求解方法 |
| 3.1 非交错网格 |
| 3.2 控制方程的离散 |
| 3.3 差分格式 |
| 3.3.1 中心差分 |
| 3.3.2 迎风差分 |
| 3.3.3 混合差分 |
| 3.3.4 QUICK格式 |
| 3.3.5 TVD格式 |
| 3.4 压力修正方程及算法 |
| 3.5 边界条件 |
| 3.5.1 进口边界条件 |
| 3.5.2 壁面边界条件 |
| 3.5.3 出口条件 |
| 3.5.4 周期性边界条件 |
| 3.5.5 初值条件 |
| 3.5.6 流场内固体边界处理 |
| 3.6 并行计算 |
| 3.6.1 并行计算概念 |
| 3.6.2 并行程序设计 |
| 3.7 数值解法 |
| 3.8 三维燃烧流场计算程序 |
| 第四章 数值模拟程序的验证 |
| 4.1 复杂结构流场的特殊处理 |
| 4.1.1 计算对象及边界 |
| 4.1.2 计算结果及分析 |
| 4.2 燃烧流场计算程序验证 |
| 4.2.1 计算对象及工况 |
| 4.2.2 计算结果及分析 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 一体化加力燃烧室流场数值模拟 |
| 5.1 研究对象 |
| 5.2 计算网格生成 |
| 5.3 计算结果及分析 |
| 5.3.1 进口工况 |
| 5.3.2 计算结果及分析 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 后期工作与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（10）多相反应流的数值模拟方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 历史与现状 |
| 1.2 本文的主要内容 |
| 第二章 反应流的数值模拟 |
| 2.1 含化学反应的理想流的模型 |
| 2.2 反应流的Godunov方法 |
| 2.3 数值算例 |
| 2.4 反应流的移动网格数值方法 |
| 2.4.1 无重映的移动网格离散格式 |
| 2.4.2 数值算例 |
| 第三章 多相反应流的数值模拟：一维情形 |
| 3.1 多相流的热力学 |
| 3.2 多相反应流模型 |
| 3.3 数值方法 |
| 3.4 数值算例 |
| 第四章 多相反应流的数值模拟：二维情形 |
| 4.1 二维反应流模型与数值方法 |
| 4.2 数值算例 |
| 4.3 一点注记 |
| 第五章 结束语 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 附录A JWL状态方程组与代数方程 |
| 参考文献 |
| 发表文章目录 |
| 简历 |
| 致谢 |
四、COMPUTING REACTIVE FLOW ON A COARSE GRID（论文参考文献）
- [1]保自由流WENO方法的发展及其在预混燃烧流场计算的应用[D]. 余亦泽. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [2]复杂多相流的自适应高精度数值方法[D]. 牛霄. 中国工程物理研究院, 2020(01)
- [3]面向航空发动机燃烧室点火问题的数值计算方法研究[D]. 夏一帆. 浙江大学, 2019(03)
- [4]气固分选流化床中多组分颗粒分层与混合的数值模拟研究[D]. 张勇. 中国矿业大学, 2019
- [5]流化床内稠密气固两相反应流的欧拉-拉格朗日数值模拟研究[D]. 王帅. 浙江大学, 2019(04)
- [6]燃烧室内振荡流场特性和反馈控制研究[D]. 王大鹏. 哈尔滨工程大学, 2019
- [7]非结构CFD并行网格变形算法及其应用[D]. 高翔. 国防科技大学, 2018(02)
- [8]酸蚀碳酸盐岩反应流蚓孔生成数值模拟研究[D]. 刘丕养. 中国石油大学(华东), 2017(07)
- [9]大涡模拟一体化加力燃烧室三维流场[D]. 杨雨. 南京航空航天大学, 2017(03)
- [10]多相反应流的数值模拟方法[D]. 曾现洋. 中国工程物理研究院, 2016(03)