【摘 要】
:
本文研究了多孔介质中分数阶Maxwell粘弹性流体在磁场作用下的自然对流问题,考虑了Soret和Dufour效应对能量和质量传输的影响。通过改进的Darcy定律,建立了强耦合的非线性边界层控制方程组,并且在动量方程对流项中含有混合的时间—空间分数阶导数。运用新开发的有限差分方法,结合L1算法,获得了该问题的数值解,并详细讨论了相关参数(磁场参数,分数阶参数,Dufour数,Soret数)对速度场、
【机 构】
:
北京科技大学机械工程学院热科学与能源工程系,北京 100083 北京科技大学数理学院数学系,北京
论文部分内容阅读
本文研究了多孔介质中分数阶Maxwell粘弹性流体在磁场作用下的自然对流问题,考虑了Soret和Dufour效应对能量和质量传输的影响。通过改进的Darcy定律,建立了强耦合的非线性边界层控制方程组,并且在动量方程对流项中含有混合的时间—空间分数阶导数。运用新开发的有限差分方法,结合L1算法,获得了该问题的数值解,并详细讨论了相关参数(磁场参数,分数阶参数,Dufour数,Soret数)对速度场、温度场以及浓度场的影响。结果 表明,磁场作用降低了速度曲线的最大值,但是增加了速度、温度以及浓度边界层的厚度。在无磁场作用下,随着分数阶参数的增加,流体的粘弹性增强,而磁场作用减弱了分数阶参数对粘弹性的影响。另外,动量边界层的厚度随着Dufour数和Soret数的增大而显著增加。平均努谢尔特数随着Dufour数的增加而线性降低,平均舍伍德数随着Soret数的增大而减少,并且减少的梯度显著增大。
其他文献
通过低渗透岩心的渗透率应力敏感测试,明确了岩心应力敏感不可逆特征,实验结果表明采用幂律关系式描述有效应力变化过程中岩心渗透率与有效应力之间的关系要明显好于常用的指数关系式,有效应力增加阶段的应力敏感系数大于减小阶段的应力敏感系数。为了提高低渗透应力敏感地层试井资料解释的准确度,基于幂律形式的渗透率变化式,建立了一种考虑应力敏感不可逆的低渗透气藏压裂水平井3D数值试井模型,采用混合有限元方法对模型进
高超声速进气道的裂解燃料提前喷注一方面可以显著增加燃料的有效掺混长度,另一方面也可以实现对进气道激波和流场的控制.本文以替代燃料C12H24为喷注气体,采用数值工具模拟高超声速二元进气道在飞行高度为26km时的工作状态,开展了马赫5设计状态无燃料喷注和马赫6超设计状态带燃料喷注的两类流场分析,重点研究燃料对波系的控制和燃料的自身掺混.通过调节五喷嘴的燃料喷注压力发现,按照马赫5设计的高超声速进气道
页岩气藏中气体流动与常规气藏中气体流动的不同主要体现在两方面,一是页岩气藏孔隙尺寸极小,气体在其中的流动存在微尺度效应,二是页岩气藏中存在大量有机质,有机质对气体具有较强的吸附性。本文构建了考虑微尺度效应和气体高压影响的格子Boltzmann模型,考虑到页岩气的吸附属于物理吸附,本文通过在固体壁面与流体粒子之间引入相互作用力来模拟壁面吸附的影响,并且该作用力的大小通过分子模拟确定。
纯粹的铁磁颗粒和基载液混合构成的铁磁流体悬浮液将是不稳定的,容易集聚。由于第二类吸引相互作用力,范德华相互作用力将引起铁磁颗粒不可逆相互凝固。为了分析铁磁颗粒在载液中运动时所受到的阻力,仅考虑铁磁颗粒在外磁场作用下所受Kelvn力和压力差而产生的低Reynolds数运动。
高温气体磁流体发电机将热能直接转换为电能,本身无转动部件,具有转换效率高、功率密度大等特点,在大功率电源方面具有重要发展前景。等离子体性能是影响高温气体磁流体发电机输出的关键因素之一,本文介绍了三种典型的电导率计算模型(Spitzer模型、Z&L模型、M&G模型);描述了高温气体添加种子的等离子体组份,并建立了适合于高温气体的电导率计算模型;研究了温度、压力等参数对等离子体性能的影响。
电磁加速等离子体产生的高速等离子体射流在空间推进、材料处理、稠密等离子体焦点以及核聚变等离子体注入等方面具有广泛的应用。雪犁模式是等离子体加速器广泛使用的工作模式之一。本文建立了电磁加速等离子体的一维理想磁流体力学数值仿真模型,采用基于三阶精度加权基本无振荡(WENO)格式重构的半离散中心迎风格式进行求解,时间离散采用具有TVD性质的三阶Runnge-Kutta迭代方法。通过沙哈方程确定等离子体的
本研究在原先涡面场方法基础上,发展了磁流体中的磁面场方法,其中磁面场的等位面为由磁力线组成的磁面。通过构造三维Taylor-Green流中的磁面场及追踪其结构演化,可准确识别磁流体中的磁面拓扑变化与磁力线重联。通过磁流体与普通流体Taylor-Green流中的涡结构演化过程,比较分析了两类流体涡面演化中的拓扑与几何变化异同,揭示了洛伦兹力在磁流体涡面结构演化中的动力学机制,及涡面与磁面的相互作用机
分析了多级嵌套Θ-Z箍缩套筒的MRT不稳定性,相对于标准的Θ箍缩或Z箍缩构型,多级嵌套Θ-Z箍缩构型的MRT不稳定性更弱。不稳定性方面的改善意味着可以采用更长的内爆半径,更慢的、因而更容易、更便宜的脉冲功率源,获得更高的驱动器-负载能量耦合效率:多级嵌套Θ-Z箍缩构型具有潜力用于套筒惯性聚变(Theta-Z-LIF)。
在磁流体力学领域,磁场作用下导电流体产生的流动已经进行了大量的研究。电流作用下导电流体产生的流动也是一种非常典型的磁流体力学问题,但目前对其研究较少。本文采用直流电、脉冲电流以及不同的电流参数来系统研究钾铟锡液态金属在电流的作用下产生的流动形式以及流动强度随电流参数变化的规律。研究发现不管采用直流电还是脉冲电流,在保证其等效电流值相等的条件下将在金属熔体中产生近似相同的流动形式和流动强度。对于脉冲
本文通过直接数值模拟,研究了在梯度磁场中,具有初速度的锂液滴在绝缘气体中的自由下落的情况。通过改变物理模型中的初始变量,文中探讨了液滴初速度,磁场的强度与方向,以及梯度的大小和方向对锂液滴下落现象的影响。数值模拟结果显示,在水平磁场中,磁场梯度的存在会显著改变液滴的运动形式,当磁场梯度与液滴运动方向一致时,导电液滴会在磁场方向上被拉长;反之,若梯度方向与液滴运动方向相反,液滴会在磁场方向上被压扁,