【免费下载】计算水动力学2009重点
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•互动百科•新知社•小百科•HDWIKI建站•移动•帮助•免费注册•登录•首页•IN词•图片•任务•锐人物•WE公益•积分换礼•百科分类•知识官网•词条•图片水动力学实验正文 > 查看版本•历史版本:1•编辑时间:2006-01-18 03:42:21•作者:buzhidaole1•内容长度:6349字•图片数:13个•目录数:4个•修改原因:创建•评审意见:目录• 1 水动力学实验• 2 正文• 3 配图• 4 相关连接液体动力学研究工作的一个组成部分。
用仪器和其他实验设备测定表征水或其他液体流动及其同固体边界相互作用的各种物理参量,并对测定结果进行分析和数据处理,以研究各种参量之间的关系。
实验的目的是揭示各种水流运动规律和机理,验证理论分析和数值计算结果,为工程设计和建设提供科学依据,以及综合检验工程设计质量和工作状态。
水动力学实验是从观测自然界和工程设施中的实际流动过程开始的,这种观测即所谓原型实验。
进行原型实验,难于分别控制各种参量,而且费用高,有时甚至不可能进行,如一个水利工程或水中航行器在建成前就没有实验对象。
后来,水动力学实验大都是在专门设计的实验室或实验场内用模型进行,这就是所谓模型实验。
实验模型一般比原型小,也有与原型相等或比原型大的。
水动力学模型实验是要研究流体某一流动特性参量同边界形状参量、流体特性参量、作用力参量之间的函数关系。
在水动力学中,有些问题可用理论分析或数值计算方法求解;有些问题因物理现象复杂,基本规律还不清楚,或因边界形状复杂,而只能用实验方法研究。
水动力学实验理论水动力学实验理论包括力学过程的模拟、实验方案的优化、测试系统的设计、实验数据的处理等问题。
以下只论述第一个问题。
力学过程的模拟理论(又称模型理论)是模型实验的理论依据。
模型实验的正确提法,模型实验结果转用到原型上去,都是以量纲分析和相似律为基础的。
水动力学实验主要涉及惯性力(见达朗伯原理)、重力和粘性力。
《河流动力学》复习题一、课件中讲述的名词顶冲点,含沙量,粒径,中值粒径,泥沙干容重,泥沙水下休止角,体积含沙量,,沉速,絮凝现象,比表面积,悬移质,推移质,床沙,高含沙水流,异重流,泥沙起动,起动条件,起动流速,起动拖曳力,粘结力,床面层,shields数,接触质、跃移质,沙波,沙粒阻力,沙波阻力,动床阻力,泥沙起动标准,止动流速,扬动流速,推移质输沙率,推移质单宽输沙率,紊动扩散作用,床沙质,冲泻质,水流挟沙力,饱和输沙,超饱和输沙,次饱和输沙,非饱和输沙,不平衡输沙,平衡输沙,悬浮指标,河床演变,单向变形,复归性变形,河床的自动调整作用,泥沙成型堆积体,河道节点,副流,侵蚀基点,河相关系,造床流量,平滩水位,环流强度,环流旋度,环流相对强度,水流动力轴线,河势,自然裁弯,撇弯,切滩,江心洲,耦合解、非耦合解,正态模型、变态模型,变率,相似理论基本原理,相似转换。
二、课后思考题1、如何分析粒配曲线上沙样组成的相对均匀程度?2、水利工程中一般把泥沙分为哪几类?3、泥沙粒径有几种测量方法,各适用于哪种情况?4、何谓泥沙干密度?干密度主要与哪些因素有关,它们是如何影响干密度大小的?5、何谓泥沙水下休止角?其影响因素如何?6、有一卵石,d=0.1m,从水深h=10m的水面抛入水中,水的流速U=1m/s,若不考虑动水流动的影响,求卵石沉到河底的水平距离?7、什么是泥沙的沉速?球体沉速与等容泥沙的沉速是否相同?为什么?8、试比较岗恰洛夫、沙玉清、张瑞瑾的泥沙沉速公式,说明在层流、紊流、过渡区中泥沙沉速的计算公式有何不同?如何判别层流、紊流、过渡区这三种绕流状态?9、张瑞瑾、唐存本、窦国仁关于粘结力形成的观点如何?张瑞瑾认为粘结力和哪些因素有关?10、怎样表示泥沙的起动条件?实验室如何定性判别床面泥沙是否起动?11、简要叙述张瑞瑾起动流速公式推导思路(步骤)。
12、某河道型水库长20Km,河床坡降0.0001,当入库流量为1000m3/s时,全库区平均河宽为200m,回水末端以上平均水深为5m,库区河床为均匀沙,D50=3mm。
◎非守恒型控制方程的推导:几点说明:从微元体的角度看,控制方程的守恒型与非守恒型是等价的,都是物理守恒定律的数学表示。
但对有限大小的计算体积,两个形式是有区别的。
不论节点布置的疏密程度如何,根据控制方程导出的离散方程也具有对任意大小容积守恒的特性。
非守恒型方程便于对离散方程进行理论分析,而守恒型控制方程能保持物理量守恒的性质,便于克服对流项非线性引起的问题。
第七章双边界法第八章SIMPLE算法自1972年问世以来,在计算流体力学及传热学中得到了广泛的应用,同时也得到了不断的改进与发展。
近年来,SIMPLE改进算法的研究成果主要有:Patankar于1980年提出的SIMPLER算法,Spalding于1981年提出的SIMPLEST算法和Doormal与Raithby于1984年提出的SIMPLEC算法[29]等。
(一)(一)SIMPLER算法由SIMPLE算法得出的值对修正速度而言是相当好的,但对修正压力则是过分了。
虽然对采用了亚松驰处理,也未必能恰到好处。
这样就使速度场的改进与压力场的改进不能较好的同步进行,最终影响了整个流场的迭代收敛速度。
于是就产生了这样的想法:只用来修正速度,压力场的改进则另谋更合适的方法。
此外,在SIMPLE算法中,为了确定动量离散方程的系数,一开使就假设了一个速度分布,那么与这一速度分布相协调的压力场即可由动量方程计算而得,不必在单独假定一个压力场。
把以上两个思想结合起来,就构成了SIMPLER算法。
在SIMPLER算法中,初始的压力场和速度场是相协调的,算出的压力场不必亚松驰,使迭代层次数减少。
但另一方面,每一层次计算中所花的时间则较SIMPLE多,因为SIMPLER算法中要多解一个Poisson方程。
但就总的计算时间来说,SIMPLER算法一般较SIMPLE少。
(二)(二)SIMPLEST算法与SIMPLE算法相比,它主要有以下两个特点:(1)对流项采用迎风格式,因为这是一个绝对稳定的格式,且扩散项与对流项的影响系数可以分离开来,不像指数(或乘方)格式那样综合在一起。