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供热管网中管段阻力系数的辨识方法

王海, 王海鹰, 周伟国, 周海珠

计算物理 2013, 30 (3): 422-432.

摘要（292）

PDF （1120KB）（1325）

提出一种新的管网阻力系数辨识方法,利用管网中少量节点处的压力或流量测量值对所有管段内壁粗糙度进行有效辨识,达到获得管段阻力系数的目的.该方法的辨识模型不仅能灵活利用工程手册所推荐的管道粗糙度等先导信息,还可综合利用多种工况下的辨识值,获得更高精度的辨识结果.基于这种辨识模型,提出一种结合遗传算法(GA)和有效集法(AS)的混合算法求解最优化问题.混合算法改善了局部搜索效率,同时具备较好的全局寻优能力.通过对2个案例管网参数的辨识计算,表明新方法可获得精度较高的辨识结果,并且对较大的管网也能得到稳定的计算结果.

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1+1维含噪声Kuramoto-Sivashinsky方程表面宽度分布率的数值计算

杨细全, 唐刚, 韩奎, 夏辉, 郝大鹏, 寻之朋, 周伟, 温荣吉, 陈玉岭, 王娟

计算物理 2011, 28 (1): 125-130.

摘要（240）

PDF （351KB）（1129）

通过对1+1维含噪声Kuramoto-Sivashinsky(KS)方程进行数值计算,得到其在饱和状态下的表面宽度分布率并与Kardar-Parisi-Zhang(KPZ)方程进行比较.结果表明,1+1维含噪声KS方程的表面宽度分布率标度函数受有限尺寸效应影响较小,并与KPZ方程具有相近的表面宽度分布率标度函数.

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基于粘结界面模型的三维裂纹扩展研究

张志春, 强洪夫, 周伟

计算物理 2010, 27 (4): 586-592.

摘要（260）

PDF （342KB）（1155）

根据界面断裂的特点,将粘结界面模型应用于有限元,采用非线性显式动力学算法,编写粘结-体积单元计算程序.其中体积和粘结单元分别采用四面体和三棱柱单元;粘结单元本构关系选择双线性内聚力-位移曲线,避免了界面完全断裂后发生穿透;以界面相对位移的形式定义线性损伤准则;以Benzeggagh-Kenane模式的扩展准则确定界面失效位移;以Turon模式的初始损伤准则确定界面启裂位移.该程序能够实现混合加载模式下材料界面断裂问题的三维数值模拟.用所编写的程序(CVFEM)分别对Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ型裂纹扩展问题进行数值模拟,并且与Abaqus6.7计算结果进行对比.

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1+1维Wolf-Villain模型奇异标度行为的数值模拟

寻之朋, 唐刚, 韩奎, 夏辉, 郝大鹏, 周伟, 杨细全

计算物理 2009, 26 (2): 287-292.

摘要（226）

PDF （345KB）（1055）

采用Kinetic Monte Carlo(KMC)方法对描述分子束外延生长(MBE)的1+1维Wolf-Villain模型进行大尺寸和长生长时间的数值模拟研究,以消除渡越行为的影响.计算得到整体和局域标度指数.结果显示,在所模拟的空间和时间尺度范围内,1+1维Wolf-Villain模型仍呈现出固有奇异标度行为.这一结论与López等人最近的理论分析结果不一致.

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耦合时间精度对模拟飞行器自由运动特性的影响

杨云军, 周伟江, 崔尔杰

计算物理 2007, 24 (1): 42-48.

摘要（289）

PDF （513KB）（1359）

将亚迭代技术引入流体动力学和刚体动力学方程的耦合求解,获得细长三角翼极限环运动的规律.探讨耦合时间精度对飞行器非定常运动特性的影响,细长三角冀的大迎角自由滚运动最终形成极限环振荡的周期性自维持运动,不同攻角自由滚振幅阶跃式的变化特点较好地吻合了自由滚试验的规律.对于多系统耦合问题,亚迭代耦合求解(耦合时间精度为二阶)对物理时间步长的依赖性不明显;而存在一阶时间滞后的解耦推进方法的数值结果强烈地依赖于物理时间步长选取,稍大的时间步长将导致非物理的数值结果.

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隐式格式求解拟压缩性非定常不可压Navier-Stokes方程

白鹏, 崔尔杰, 周伟江, 李锋

计算物理 2005, 22 (5): 386-392.

摘要（282）

PDF （389KB）（1390）

采用Rogers发展的双时间步拟压缩方法,数值求解不可压非定常问题.数值通量分别采用三阶精度Roe格式和二阶精度Harten-Yee的TVD格式离散.为了加快收敛,提高求解效率,试验了几种隐式格式(ADI-LU,LGS,LU-SGS).针对经典的低雷诺数(Re=200)圆柱绕流问题,比较了不同隐式方法的计算结果和求解效率,以及两种数值离散格式计算结果的异同.最后采用Roe格式数值求解了两种典型的低速非定常流动问题:绕转动圆柱(ω=1)低雷诺数流动;NACA0015翼型等速拉起数值模拟.

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物体穿越激波非定常流场的统一分区加强解

江娟, 周伟江, 马汉东

计算物理 2003, 20 (4): 315-320.

摘要（231）

PDF （248KB）（1032）

用数值方法求解非定常可压缩Navier Stokes方程,模拟了物体以超音速穿越与之同向运动激波及逆向运动激波的全过程.为确保数值模拟中的激波和物体的相对运动有足够的网格分辨率,使用了统一分区加强解算法,详细给出了追击穿越和碰撞穿越的流场结构和气动力,并且通过和单区结果的对比,说明统一分区加强解算法是一种处理复杂几何外形和提高网格分辨率的简单有效方法.

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弹体级间分离流场特性的数值模拟研究

周伟江, 白鹏, 马汉东

计算物理 2000, 17 (5): 532-536.

摘要（242）

PDF （140KB）（1260）

用数值方法模拟了超声速弹体级间分离流场,给出了不同级间距离时几种典型的流场结构,两类典型的流态与实验观察一致。级间距离较小时,级间区为死水区,前体阻力为负,出现典型的"后体效应"现象;距离较大时,内外流之间出现很复杂的干扰波系,一定的分离距离后,后体前缘分离流动区前出现正激波,后体的干扰基本被隔绝。

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有变高度圆柱干扰的平板表面流谱拓扑结构

马汉东, 周伟江

计算物理 2000, 17 (4): 355-359.

摘要（316）

PDF （227KB）（1188）

采用分区方法和Roe三阶流通量差分分裂格式数值求解雷诺平均N-S方程,湍流附加粘性系数由修正的Baldwin-Lomax模型计算,数值模拟了高超声速绕变高度圆柱流动,进而根据拓扑学理论给出了有变高度圆柱干扰的平板表面流谱拓扑结构,并结合对称截面流谱进行了简要的分析与探讨,指出了需要进一步深入研究的问题。

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迎风TVD格式在粘性流计算中的应用研究与改进

周伟江, 姜贵庆

计算物理 1999, 16 (4): 401-408.

摘要（285）

PDF （405KB）（1164）

首先以高超声速钝楔绕流热流计算和M_∞=2.0、激波角θ=32.58°的平板激波附面层干扰分离流动计算,研究了迎风TVD格式的粘性特性,发现即使在很小的物面网格下,原有格式计算驻点热流仍较实验和文献结果低,激波附面层干扰的分离区小于实验值,原因主要在于熵修正公式。针对这些不足提出了新的熵修正公式,用改进后的格式重新计算,得到了与实验符合较好的结果。最后用改进的格式对分离流动的壁面温度控制效应进行了研究,结果表明改变壁面温度可有效地控制光滑表面上分离流动的分离位置和分离区的大小。

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S形扩张管道三维流场的数值模拟

马汉东, 李锋, 周伟江, 汪翼云

计算物理 1995, 12 (1): 37-40.

摘要（209）

PDF （278KB）（1048）

采用改进的Beam-Warirling格式离散完全Navier-Stokes方程数值模拟了矩形变截面S形扩张管道内部亚跨声速层流流动,给出了流场的细致结构,并与文献[1]的计算结果进行了比较.结果表明:流场基本特性一致,二次流则较为清晰合理.

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弹体尾部轴对称干扰流场数值模拟

周伟江, 马汉东

计算物理 1993, 10 (4): 422-428.

摘要（247）

PDF （761KB）（895）

绕弹体的超声速气流与发动机喷流相互作用,在尾部形成复杂的干扰流场。本文用有限差分法求解全N-S方程,对这一复杂流场进行了数值模拟,得到了实验观察到的各种流场结构及其随喷口压力比的变化规律。外流M_∞=1.94,R_e∞=2.2×10⁵,喷流M_j=3.0,喷口压力比p_j/p_∞分别为1.03,0.527,0.15三种。差分算法为一种改进的Beam-Warming格式。计算底部压力和激波在喷流中心的反射位置与实验数据进行了比较,吻合较好。

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再入体头部粘性流场高分辨率格式数值模拟

周伟江

计算物理 1993, 10 (1): 95-102.

摘要（220）

PDF （440KB）（1018）

TVD格式是目前数值研究以激波为主要特征之一的超声速、高超声速流场的最先进的算法之一。本文用二阶迎风TVD格式,对三种烧蚀外形的轴对称粘性流场和10°钝锥有攻角三维粘性流场进行了数值模拟,得到了高质量的头部脱体激波和与实验结果及直线推进法计算一致的物面压力分布,表明了TVD格式在再入体粘性绕流计算中的独特优势。

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