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流体分析(CFD) — 不可压缩流动 — 文章目录

不可压缩流动在密度不变的假设下求解压力与速度的耦合(压力泊松方程),是CFD最基本的问题设定。看似简单,它在学术上却作为解析湍流全部尺度的DNS验证数据库而极为重要,标准基准问题一直被用来确认求解器和格式的质量。

《空腔流(盖驱动)》是只需移动方腔上盖这一最小构成就能验证求解器的经典基准,文中讲解与Ghia等人参考解的比较步骤。《通道流DNS》讨论平行平板间湍流的DNS(Kim、Moin、Moser等),说明壁湍流的统计量(平均速度对数律、雷诺应力分布)如何得到,以及如何作为湍流模型开发的基准。

收录文章

  • 后向台阶流
    后向台阶流的数值计算与分析方法。湍流仿真、流动重循环区域分析、CFD验证等工业应用基础理论与实务解说。
  • 通道流DNS
    通道流DNS(直接数值计算)的理论基础、数值计算方法到湍流分析实务应用。高精度流体解析和CFD仿真技术。
  • 库埃特流动
    库埃特流动是平行板间的剪切流动,其速度呈线性分布的理论解是流变仪粘度测量的基础。本文讲解其理论基础、控制方程与数值解法,并介绍在食品、化妆品行业流变仪非牛顿流体粘度测量中的工程实践与质控应用,
  • 圆柱周围的流动
    圆柱绕流以Reynolds数为唯一支配参数,是研究涡脱落与气动力的经典问题。本文讲解其Re数分类、控制方程、Strouhal数与涡脱落频率、阻力升力系数,
  • 球周围的流动
    球周围流动的分析方法与数值计算。通过CFD预测阻力系数、分离流、涡形成,详解与圆柱的区别和工程应用。
  • 喷流(射流)
    喷流(jet)是从喷嘴或孔口射入周围流体中的流动。喷气发动机排气、焊枪、空调出风口、化工厂混合器、喷墨打印机等。流体力学上,喷流是自由剪切流(free shear flow)的典型例子,
  • 层流管内流动(Hagen-Poiseuille)
    层流管内流动(Hagen-Poiseuille)的CFD验证和基准测试方法。从理论基础到数值计算、实务应用的全面解说。粘性流动、层流分析的标准验证模型。
  • 空腔流(盖驱动)
    正方形空腔顶面(盖)以恒定速度水平滑动的问题。几何形状简单,边界条件明确,当Re数变化时会出现丰富的流动结构。Ghia et al. (1982) 的基准数据已被使用超过40年。
  • 混合层
    异速度平行流汇聚时,界面处形成的剪切层称为混合层(mixing layer)。是最简单的自由剪切流之一,也是Kelvin-Helmholtz不稳定性的典型例。
  • 后流(尾流)
    物体在流体中运动时,在下游形成的速度亏损区域称为尾流(wake)。本文讲解远场尾流的自相似解、动量积分与阻力、尾流的稳定性、尾流区的网格设计与软件中的分析方法,以及风力发电尾流干扰等实务应用。

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