受扭圆轴广泛存在于机械结构中.对于细长圆轴,当其两端受扭矩作用时将发生弹性屈曲.在两端简支条件下,文献中已有的解析解和基于能量法的数值近似解结果不吻合,原因是人们没有注意到边界条件的不一致性.笔者用有限元法进行了分析,给出了单元的线性刚度矩阵和增量刚度矩阵.分析发现:由能量变分方程所得到的应自动满足的自然边界条件--力边界条件和得到解析解的二阶平衡微分方程所应满足的力边界条件两者在简支情况下是不一致的.考虑到与解析解的力边界条件的等效性后用有限元数值分析方法得到的结果与解析解极为吻合.有限元解与解析解间的差异,有时并非单元性能的原因或计算误差造成的.

本文从描述多维湍流气固两相流的两流体模型出发,导出了计算湍流气固两相流中固体颗粒扩散速度的计算模型,进而基于在一维流场中颗粒的终端速度是重力加速度gi的函数,提出在多维流场中颗粒相处于一个修正的加速度场gi'的作用下,该修正的加速度gi'包含了包括重力在内的各种力的作用,这些力对颗粒的加速作用与重力对颗粒的加速作用没有区别.根据这种观点,提出了用于模拟多维湍流气固两相流的改进的扩散模型.本文使用改进的扩散模型对台阶后方的气固两相流进行了数值模拟,并将数值计算结果与实验结果进行了比较,结果表明,改进的扩散模型的预报结果与实验结果符合得相当好.

随着世界人口的增加及其工业的高速发展，能源供需间的矛盾日显突出，尤其是国内的电力供应呈现出了前所未有的紧张态势。节能减阻技术的开发是摆在工科研究领域的重大研究课题之一。

对浅水流动的控制方程和深度平均的污染物扩散输移的控制方程进行坐标变换,湍流的模拟采用各向异性代数应力湍流模式,建立了曲线坐标下平面二维水流计算和污染物扩散输移的代数应力湍流模型.采用具有浓度实测值的实验室连续弯道进行模型验证,对本模型计算的浓度分布与k-ε模型进行比较,结果显示了本模型在处理各向异性明显优于k-ε模型.

钢管拼装吸能元件在爆炸载荷作用下的大变形问题,对于抗爆结构的吸能装置设计具有重要意义.本文在对单个钢管动力压扁过程研究的基础上,根据实验分析了拼装钢管在径向受爆炸载荷作用的塑性行为,并且基于虚速度原理建立了八塑性铰机构模态解方程,描述了拼装钢管受爆炸载荷作用的位移速度场,最后进行了实验验证.

在工程构件中最常见的变形形式是弯曲变形和弯扭组合变形。它们的强度计算必须以剪力图和弯矩图的绘制来找到危截面为前提而这一绘制过程复杂计算量大。根据各种载荷的剪力图和弯矩图规律对这一过程进行简化可找到一种学生易于掌握且准确率高的方法。

提出了简单适用的管路摩擦因数λ的计算方法,解决了柯尔布鲁克-怀特(Colebrook-white)公式中隐函数不易计算的问题,该方法计算精度高于其他现有简化公式;在10-8≤ε/d≤0.05、3 000≤Re≤108时,该方程的计算结果与原Colebrook-White方程的平均相对偏差为0.331 5%,最大偏差不超过2.0%.

为了选择更适合于旋风分离器流场数值模拟的湍流模型,采用多种湍流模型对旋风分离器的内流场进行数值模拟,并将计算值与试验值进行比较.结果显示采用RSM(雷诺应力模型)得到的结果比采用标准k-ε模型的更贴近实验值,更适合用于强旋流流场的数值模拟,揭示了强旋流所具有的涡结构及各向异性的特点;采用雷诺应力模型及曲线坐标系下的SIMPLEC算法可以计算湍流各向异性的复杂三维流场.

论文首先研究了有关流体力学的硬币起飞实验,通过观察实验现象总结出实验原理,此实验原理是伯努利原理及伯努利方程.并且可以通过伯努利方程计算出当要使硬币起飞时最小的空气速度,接着用伯努利原理揭示了一些生活中的发明和现象.

介绍了叶轮机械内部流场数值模拟的发展历史,并分别介绍了无粘性流、准粘性流、完全粘性流三个模拟阶段中各种数值模拟方法的原理、特点及应用.对今后叶轮机械内流数值模拟在湍流模式、优化设计、计算网络产生和并行处理等方面的发展作了展望.