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用COMSOL多物理场软件研究平面涡旋流动

宗明  
【摘要】:偏微分方程最能描述物理现象本质,它能给出各种场量间的关系,同时有限元方法,是运用最广泛的数值计算方法,本文很好的综合了这两方面的优势,围绕描述物理现象的偏微分方程,运用有限元数值方法,对典型平面涡旋流动进行了计算分析。对平面后台阶流动进行了数值计算,并与其它数值计算方法做了比较,得出在后台阶流动中,影响后台阶下壁面回流区长度不仅由雷诺数决定,还与特征尺度、特征速度、流体粘度的相对大小有关;同时给出了上壁面出现涡旋时雷诺数的大小。对平面方腔流动进行了定常和非定常计算分析,给出了定常流动中各雷诺数下涡旋中心的相对位置,以及纵横中心线上的的速度分布情况。同时对平面方腔流动进行了非定常计算分析,得出在低雷诺数下流动趋于定常流动情形,并给出了本文计算方法下临界雷诺数的大小;进一步考虑方腔顶盖振动驱动以及叠加均匀速度下,方腔内涡旋流场演化情形。


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