基于计算流体力学的寒区土壤水热耦合模型研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

胡锦华  陆峥  仝金辉  李小雁  刘绍民  杨晓帆 《冰川冻土》2021,43(4):948-963

土壤水文过程（水分运移和传热）及其对气候变化的响应是寒区水文学的前沿问题。然而,冻土的存在使得寒区土壤水文过程变得极其复杂。此外,寒区自然环境恶劣,较难获取长时间序列和高分辨率的野外观测资料。近年来,充分利用已有的观测数据,构建寒区土壤水热耦合模型,并开展相应的数值模拟研究,已成为理解寒区土壤水文物理过程,揭示其动力学机制的重要途径。基于寒区土壤水文物理过程和计算流体力学方法,构建了高分辨率、适用于完全饱和状态下的寒区土壤水热耦合模型,且自主研发了相应的数值求解器和软件包。随后,通过一系列完全饱和状态下的验证算例,如经典的一维传热方程解析解、被广泛应用的二维基准测试算例和室内土柱冻结实验等,对已构建的模型进行了系统的检验。模型模拟结果与解析解、基准算例的结果以及实验数据相比,均有较好的一致性,表明该模型较为准确且高效地模拟了寒区土壤在完全饱和状态下的水分运移和传热过程,尤其能够精细刻画冻土水-冰相态变化等关键过程,有望成为研究寒区土壤水文过程的有力工具。  相似文献   

Blasius问题临界值β~*上界的进一步结果     

黄淑娟  徐艳芝 《成都信息工程学院学报》2011,26(4):362-365

为了研究流体力学边界层理论中的Blasius问题临界值β*上界的性质.通过改进~t的下界重新估计z(~t)的上界(记z(~t)=max{z(t):t∈[0,1]}).利用这一估计,选择新的比较函数c(t)和g(β)来研究奇异积分方程z(t)=Az(t)+(1-t)Bz(t),B≤t<1,在C[β,1]中解的存在性,证明所获得的正解是等价积分方程z(t)=∫1ts(1z(-s)s)ds+(1-t∫)βtz(ss)ds,t∈[β,1)的解.获得临界值的新上界β*≤-0.20269,改进了最新的估计β*<-0.1971.  相似文献   

行星际激波的传播及其相应的地磁效应          下载免费PDF全文

苏振鹏  熊明  郑惠南  王水 《地球物理学报》2009,52(3):591-598

基于 2.5 维理想磁流体力学（Magnetohydrodynamic,MHD）方程组分析了行星际激波在日球层子午面内的传播过程及其相应的地磁效应.日球层电流片（Heliospheric Current Sheet,HCS）-日球层等离子体片（Heliospheric Plasma Sheet,HPS）对于行星际激波的传播具有一定的阻碍作用.当行星际激波相对于HCS 倾斜传播时,相对于扰动源位于HCS 异侧的激波强度较同侧的明显减弱.局地激波面的法线（或形状）对通过激波阵面的磁力线发生偏转的程度和方向起决定性作用.沿激波传播方向其为准平行激波,磁场偏转程度较小,而其两侧部分则为斜激波,磁场偏转程度较大.位于HCS-HPS 位置处的波前形成凹槽,磁力线偏转程度明显加强.行星际激波对磁场的偏转效应是其驱动地磁暴的重要机制,而且地磁效应的强度与地球相对于HCS 的角距离Δθ_p有明显关系.数值模拟结果表明：任何行星际激波,Δθ_p=0°处均无法形成较大强度的地磁效应;沿HCS 传播的行星际激波,地磁效应最强的区域位于HCS 两侧;相对于HCS 倾斜传播的行星际激波,地磁效应最强的区域位于HCS 异侧.  相似文献   

基于改进LHS方法的翼型水下滑翔机水动力外形优化   总被引：1，自引：0，他引：1  

王振宇  王亚兴  俞建成  张艾群 《海洋技术学报》2017,36(3)

针对如何获得翼型水下滑翔机最佳升阻比外形这个问题,提出了基于改进拉丁超立方抽样方法的翼型水下滑翔机外形优化方法。分别应用中值拉丁超立方抽样方法和改进拉丁超立方抽样方法从翼型水下滑翔机参数化模型中进行二次取样,利用计算流体力学(CFD)方法计算其在水中做匀速运动时的升力系数和阻力系数,获得翼型水下滑翔机优化模型。对比改进拉丁超立方抽样方法和中值拉丁超立方抽样方法的优化结果表明:在相同样本数量条件下,改进拉丁超立方抽样方法可以获得更好的优化结果。  相似文献   

海岛局部风场特性的风洞试验和数值模拟研究     

郭健  胡成杰 《海洋学报》2022,44(3):98-108

针对海岛局部风效应突出的问题,采用边界层风洞试验与数值模拟相结合的方法,对3种坡度的理想化海岛地形的风剖面进行了数值拟合,定义了差异系数来描述风剖面变化,利用数值模拟研究了差异系数和最大加速比在迎风侧的分布,重点探讨了海岛坡度和高度对最大加速比和差异系数的影响;基于风洞数据,对迎风侧和背风侧顺风向、横风向和竖向湍流强度...  相似文献   

一些流体力学问题的解析与数值研究     

孔大力 《天文学报》2014,(2):189-190

<正>本论文5章内容分为流体静力学、黏性流体运动学和低黏性流体动力学3个部分.按研究课题划分,主要包含行星流体、生物流体与高性能计算方法3个方面.在流体静力学部分中,经典马克劳林椭球形状理论首次被推广到更真实的类地行星分层模型.该模型可准确计算在自引力平衡条件下,旋转岩石行星外表面与核-幔-边界的椭球形状.为相关行星外部引力场问题的研究和快速旋转液态内核区域内的磁流体力学数值模拟提供了关键拓扑约束.  相似文献   

基于DEM-CFD耦合的气吸式排种器仿真研究     

张凯  洪杨  徐祝欣 《南京气象学院学报》2020,12(6):767-772

为提高大白菜等小粒径精密播种机的机械化水平,设计了一种小粒径气吸式排种器.首先利用JPS-12排种器性能检测试验台对排种器进行测试,得到不同参数组合下的性能指标与最优参数组合.然后使用计算流体力学方法（CFD）,借助FLUENT软件分析了吸种器内部流场的分布,得到了吸种器内部压力分布云图和吸种孔截面云图.最后基于离散元法（DEM）建立大白菜种子颗粒模型,对排种器仿真模型进行简化和网格划分,完成了小粒径气吸式排种器DEM-CFD耦合仿真实验.对比台架与仿真试验结果,得出如下的结论：当排种盘转速为20 r/min,真空度为2.2 kPa时,排种性能最佳.  相似文献   

行星和太阳内部的磁流体力学     

张可可  廖新浩 《云南天文台台刊》2003,(1):82-99

许多行星（如木卫三，水星，地球，木星和土星）和恒星（如太阳）具有内部磁场。对这些磁场的存在和变化的解释对行星科学家和天体物理学家是一个巨大的挑战。本文试图总结行星和恒星的导电流体内部磁流体力学研究的新近发展和困难。一般由热对流驱动的流动通过磁流体力学过程产生并维持在行星和恒星中的磁场。在行星中磁流体力学过程强烈地受到转动，磁场和球几何位型的综合影响。其动力学的关键方面涉及科里奥利力和洛伦兹力间的相互作用。在太阳中其流线，即处于对流层的薄的剪切流层在太阳的磁流体力学过程中扮演了一个基本的角色，并由之产生了11年太阳黑子周期。本文也给出了一个新的非线性三维太阳发电机模型。  相似文献   

Two-fluid Dynamics in Clusters of Galaxies     

Yu-Qing LouNational Astronomical Observatories  Chinese Academy of Sciences  Beijing Department of Physics & Tsinghua Center for Astrophysics 《中国天文和天体物理学报》2005,5(1):6-20

We develop a theoretical formulation for the large-scale dynamics of galaxy clusters involving two spherical ‘isothermal fluids‘ coupled by their mutual gravity and derive asymptotic similarity solutions analytically. One of the fluids roughly approximates the massive dark matter halo, while the other describes the hot gas, the relatively small mass contribution from the galaxies being subsumed in the gas. By properly choosing the self-similar variables, it is possible to consistently transform the set of time-dependent two-fluid equations of spherical symmetry with serf-gravity into a set of coupled nonlinear ordinary differential equations (ODEs). We focus on the analytical analysis and discuss applications of the solutions to galaxy clusters.  相似文献   

耦合热传导的磁重联的数值模拟     

陈鹏飞  方成 《紫金山天文台台刊》1999,18(2):114-116

磁重联被认为是太阳耀斑的产生机制,本文数值模拟在日冕中发生在磁重联过程,结果表明耀斑环的表观运动是磁重联的自洽结果;由重联点发出的慢激波对耀斑环的加热有贡献;耀斑环的上升并不意味着重联点的上升。  相似文献