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基于CBOS有限元溃坝流数值模型

工程力学 2013年第3期30卷 451-458页

作者：王大国 Tham Leslie George 水庆象刘霞大连大学材料破坏力学数值试验研究中心大连116622 香港大学土木工程系香港999077 大连大学信息工程学院大连116622

用基于特征线的算子分裂(CBOS)有限元法求解Naiver-Stokes方程:即在每一个时间层上,采用算子分裂法将N-S方程的对流项与扩散项分开求解,对流项离散采用特征线-Galerkin法,显式求解。流体自由表面跟踪采用浓度法,建立了新的水波模型。经... 详细信息

用基于特征线的算子分裂(CBOS)有限元法求解Naiver-Stokes方程:即在每一个时间层上,采用算子分裂法将N-S方程的对流项与扩散项分开求解,对流项离散采用特征线-Galerkin法,显式求解。流体自由表面跟踪采用浓度法,建立了新的水波模型。经过下游河床有水、无水溃坝模型的验证,表明该模型能精确模拟带自由表面流体运动问题。同时,研究了下游河床无水时溃坝模型自由水面运动特征;探讨了下游河床有水时溃坝模型中涌浪波形成原因、波浪翻卷形成过程,并分析了涌浪波与下游河床水体冲击接触瞬间,下游河床压力突然增大这一现象。

关键词：流体力学溃坝 CBOS有限元浓度法水波模型

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带横隔板圆柱绕流特性数值模拟

水科学进展 2016年第4期27卷 586-593页

作者：水庆象王大国王伟西南科技大学环境与资源学院四川绵阳621010

为揭示尾迹区添加横隔板对圆柱绕流流场特性影响,把多步格式引入到特征线算子分裂有限元法中,建立了基于多步格式的特征线算子分裂有限元法:在每个时间步内将Navier-Stokes方程分裂成对流项和扩散项,对流项时间离散采用多步格式,在每一... 详细信息

为揭示尾迹区添加横隔板对圆柱绕流流场特性影响,把多步格式引入到特征线算子分裂有限元法中,建立了基于多步格式的特征线算子分裂有限元法:在每个时间步内将Navier-Stokes方程分裂成对流项和扩散项,对流项时间离散采用多步格式,在每一子时间步内沿特征线展开并显式求解。方腔流数值模拟结果表明该算法既可降低对整体时间步长的要求又可提高计算精度。对比有无横隔板圆柱绕流流场和圆柱表面压力变化表明,横隔板可以有效地抑制绕流尾迹区涡旋脱落,提高圆柱背流面压力,减少圆柱上下表面的压力差。

关键词：多步格式有限元方腔流圆柱绕流横隔板

非定常不可压N-S方程的最小二乘算子分裂有限元法数值求解

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计算力学学报 2014年第5期31卷 640-645页

作者：水庆象王大国西南科技大学环境与资源学院绵阳621010

采用最小二乘算子分裂有限元法求解非定常不可压N-S(Navier-Stokes)方程,即在每个时间层上采用算子分裂法将N-S方程分裂成扩散项和对流项,这样既能考虑对流占优特点又能顾及方程的扩散性质。扩散项是一个抛物型方程,时间离散采用向后差... 详细信息

采用最小二乘算子分裂有限元法求解非定常不可压N-S(Navier-Stokes)方程,即在每个时间层上采用算子分裂法将N-S方程分裂成扩散项和对流项,这样既能考虑对流占优特点又能顾及方程的扩散性质。扩散项是一个抛物型方程,时间离散采用向后差分格式,空间离散采用标准Galerkin有限元法。对流项的时间项采用后向差分格式,非线性部分用牛顿法进行线性化处理,再用最小二乘有限元法进行空间离散,得到对称正定的代数方程组系数矩阵。采用Re=1000的方腔流对该算法的有效性进行检验,表明其具有较高的精度,能够很好地捕捉流场中的涡结构。同时,对圆柱层流绕流进行了数值研究,通过流线图、压力场、阻力系数、升力系数及斯特劳哈数等结果的分析与对比,表明本文算法对于模拟圆柱层流绕流是准确和可靠的。

关键词：最小二乘算子分裂有限元法 N-S方程方腔流圆柱绕流

改进的基于特征线的N-S方程算子分裂有限元法

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船舶力学 2016年第4期20卷 381-392页

作者：水庆象王大国沈连山西南科技大学环境与资源学院四川绵阳621010 大连大学信息工程学院辽宁大连116622

基于特征线的Navier-Stokes(N-S)方程算子分裂有限元法(CBOS有限元法)的核心是在每一个时间层上,采用算子分裂法将N-S方程的对流项和扩散项分开求解;对流项的求解过程借鉴了简单显式特征线时间离散,显式求解。该文在原CBOS有限元法基础... 详细信息

基于特征线的Navier-Stokes(N-S)方程算子分裂有限元法(CBOS有限元法)的核心是在每一个时间层上,采用算子分裂法将N-S方程的对流项和扩散项分开求解;对流项的求解过程借鉴了简单显式特征线时间离散,显式求解。该文在原CBOS有限元法基础上推导了一种更加精确的对流项显式离散方法。通过自编程序对方腔流进行数值模拟,表明该算法具有更高的计算精度。低雷诺数下圆柱绕流计算所得的阻力系数、升力系数、斯特劳哈数等与已有数据较为接近,表明该文中算法能较准确地模拟圆柱绕流的流场特性;最后,文中分析了Re=200时圆柱绕流在一个周期内所受升力变化与对应流场中压力和流线演化的关系。

关键词： N-S方程 CBOS有限元法方腔流圆柱绕流

基于分段线性Lagrange插值Grey-Markov模型的CPI预测

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统计与决策 2020年第14期36卷 29-32页

作者：郑雪平水庆象西南科技大学经济管理学院四川绵阳621010 西安交通大学人居环境与建筑工程学院西安710054

针对传统GM(1,1)模型在背景值构造方面的不足导致预测波动型数据时,预测精度较低的问题,文章提出了Markov修正的分段线性Lagrange插值GM(1,1)预测模型。该模型通过采用分段线性插值法和Lagrange插值法相结合的组合插值思想对背景值进行... 详细信息

针对传统GM(1,1)模型在背景值构造方面的不足导致预测波动型数据时,预测精度较低的问题,文章提出了Markov修正的分段线性Lagrange插值GM(1,1)预测模型。该模型通过采用分段线性插值法和Lagrange插值法相结合的组合插值思想对背景值进行优化,进一步采用Markov模型预测结果进行修正。通过对具有波动性质的CPI数据进行预测,表明该模型可以削弱数据波动对预测精度的影响,提高模型的适用性,Markov进行修正又可再次提高模型的精度。

关键词： GM(1,1)模型背景值优化 Markov模型波动型

基于耦合定权和模糊物元分析的高速公路改扩建方案决策

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统计与决策 2017年第19期33卷 60-63页

作者：王璐水庆象吴群琪熊锐长安大学经济与管理学院四川绵阳621010 西南科技大学环境与资源学院四川绵阳621010 长安大学材料科学与工程学院西安710061

评价指标赋权采用FAHP-Entropy耦合定权法,文章在模糊物元分析和灰色关联度分析基础上,建立了基于FAHP-Entropy耦合定权法和灰色模糊物元分析的决策模型,将灰色关联度的大小作为决策依据。该模型采用FAHP法解决了直接采用层次分析法而... 详细信息

评价指标赋权采用FAHP-Entropy耦合定权法,文章在模糊物元分析和灰色关联度分析基础上,建立了基于FAHP-Entropy耦合定权法和灰色模糊物元分析的决策模型,将灰色关联度的大小作为决策依据。该模型采用FAHP法解决了直接采用层次分析法而造成的检验判断矩阵一致性困难的问题;同时Entropy法的引入充分挖掘数据所蕴含的信息;再基于相对熵原理将Entropy法所得权重与FAHP法所得权重进行耦合。实例证明,模型既考虑了决策者的主观意向,又兼顾数据本身蕴含的客观信息,可以较好地解决高速公路改扩建方案决策问题。

关键词：模糊层次分析法熵值法相对熵模糊物元分析灰色关联度

壁面驱动粘性不可压缩半圆形空腔流的数值模拟

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辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2013年第10期32卷 1393-1398页

作者：黄海平水庆象徐兵四川大学水利水电学院四川成都610065 南充职业技术学院四川南充637000 西南科技大学环境与资源学院四川绵阳621010

采用基于特征线的算子分裂(CBOS)有限元法对壁面驱动粘性不可压缩半圆形空腔流数值模拟研究.得到不同雷诺数下半圆形空腔流的流场达到稳定时速度分量沿x=-0.25和y=0.5的分布和流场中涡结构随雷诺数增加的变化情况.在较少的网格数和较大... 详细信息

采用基于特征线的算子分裂(CBOS)有限元法对壁面驱动粘性不可压缩半圆形空腔流数值模拟研究.得到不同雷诺数下半圆形空腔流的流场达到稳定时速度分量沿x=-0.25和y=0.5的分布和流场中涡结构随雷诺数增加的变化情况.在较少的网格数和较大的时间步长下,达到稳定时的速度场计算结果与已有文献结果十分吻合.同时,捕捉到了流场中涡结构随雷诺数的变化,随着雷诺数的增加,在半圆形空腔中,涡结构越来越复杂,涡的数量也在上升.结果表明:CBOS有限元法采用非结构网格对具有曲线边界的半圆形流进行模拟时具有较高的精度和稳定性,能够很好地捕捉流场中涡结构随雷诺数的变化.

关键词： CBOS有限元算子分裂法特征线粘性不可压缩流半圆形空腔非结构网格速度涡结构

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线性剪切来流对方柱绕流特性影响的数值分析

水利水电科技进展 2017年第1期37卷 17-21页

作者：王伟水庆象王大国胡彬西南科技大学环境与资源学院四川绵阳621010

为研究线性剪切来流对方柱绕流特性的影响,将对流出口边界条件引入特征线算子分裂有限元法中,建立了线性剪切来流的方柱绕流数值模型,并采用均匀来流的方柱绕流模拟结果验证了该模型计算方柱绕流问题的可靠性。数值模拟结果表明,剪切参... 详细信息

为研究线性剪切来流对方柱绕流特性的影响,将对流出口边界条件引入特征线算子分裂有限元法中,建立了线性剪切来流的方柱绕流数值模型,并采用均匀来流的方柱绕流模拟结果验证了该模型计算方柱绕流问题的可靠性。数值模拟结果表明,剪切参数k对方柱绕流尾部形成的两排涡影响明显,涡脱落在k较大时被抑制,在k≥0.4时涡量最终形成一个类似三角形的区域;驻点随k的增加逐渐向高速侧分离点移动,在k≥0.3时驻点的位置不再发生变化;平均阻力系数在0.2≤k≤0.25时发生较大变化,平均升力系数在k≥0.2时为负。

关键词：线性剪切来流方柱绕流特征线算子分裂有限元法剪切参数流场结构

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特征线算子分裂有限元的圆柱绕流大涡模拟

水利水电科技进展 2017年第2期37卷 27-32页

作者：胡彬水庆象王大国彭仁涛西南科技大学环境与资源学院四川绵阳621010

为研究圆柱绕流流场特性,将大涡模拟与特征线算子分裂有限元相结合,建立了大涡模拟特征线算子分裂有限元模型,对单圆柱和串列双圆柱绕流问题进行了数值模拟,所得结果与现有研究结果吻合较好。模拟结果表明:对单圆柱绕流,随着雷诺数的增... 详细信息

为研究圆柱绕流流场特性,将大涡模拟与特征线算子分裂有限元相结合,建立了大涡模拟特征线算子分裂有限元模型,对单圆柱和串列双圆柱绕流问题进行了数值模拟,所得结果与现有研究结果吻合较好。模拟结果表明:对单圆柱绕流,随着雷诺数的增大,圆柱近尾流区上下交替的涡旋逐渐靠近通过圆柱几何中心的水平线,且涡脱落位置逐渐靠近圆柱。对Re=1 000的串列双圆柱绕流,临界间距在圆柱直径的2.25~2.5倍之间;当两圆柱间距小于临界间距时,上游圆柱后方无明显涡旋脱落,间隙处压力较稳定;大于临界间距时,有涡旋脱落,上游圆柱尾流区上下表面交替出现强负压区。

关键词：圆柱绕流大涡模拟特征线算子分裂有限元临界间距