王亚洲
- 作品数：6 被引量：7H指数：2
- 供职机构：西安交通大学能源与动力工程学院更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学石油与天然气工程更多>>
- Least-Squares及Galerkin谱元方法求解环形区域内的泊松方程被引量：1
- 2017年
- 为研究基于Least-Squares变分及Galerkin变分两种形式的谱元方法的求解特性,推导了极坐标系中采用两种变分方法求解环形区域内Poisson方程时对应的弱解形式,采用Chebyshev多项式构造插值基函数进行空间离散,得到两种谱元方法对应的代数方程组,由此分析了系数矩阵结构的特点。数值计算结果显示:Least-Squares谱元方法为实现方程的降阶而引入新的求解变量,使得代数方程组形式更为复杂,但边界条件的处理比Galerkin谱元方法更为简单;两种谱元方法均能求解极坐标系中的Poisson方程且能获得高精度的数值解,二者绝对误差分布基本一致;固定单元内的插值阶数时,增加单元数可减小数值误差,且表现出代数精度的特点,误差降低速度较慢,而固定单元数时,在一定范围内数值误差随插值阶数的增加而减小的速度更快,表现出谱精度的特点;单元内插值阶数较高时,代数方程组系数矩阵的条件数急剧增多,方程组呈现病态,数值误差增大,这一特点限制了单元内插值阶数的取值。研究内容对深入了解两种谱元方法在极坐标系中求解Poisson方程时的特点、进一步采用相关分裂算法求解实际流动问题具有参考价值。
- 王亚洲秦国良
- 关键词：谱元方法POISSON方程极坐标系
- 时空耦合谱元方法求解刚性圆柱体表面的声传播问题
- 2017年
- 以刚性圆柱体表面均匀分布若干单极子质量源的声传播问题为求解目标,在极坐标系中构建时空耦合模型。基于Least-Squares变分,在时间及空间方向同时采用Chebyshev谱元方法进行离散,将原来极坐标系中的问题转化到柱坐标系中进行求解,并通过数值实验验证了模型的正确性;进一步应用时空耦合模型求解刚性圆柱体表面声传播问题,在计算区域外边界采用C-E-M吸收边界条件。研究结果显示:时空耦合谱元模型通过时间及空间计算精度的匹配,能够获得高精度的数值解;增加时间及空间方向的单元数及单元内的插值阶数均能提高计算精度,且提高插值阶数的方法具有指数阶收敛特性;所构建的时空耦合模型能够稳定求解刚性圆柱体表面的声传播问题,将C-E-M吸收边界条件改写为第一类边界条件并应用于时空耦合模型依然有效。研究内容对构建高精度的计算气动声学求解方法具有指导意义。
- 王亚洲秦国良包振忠和文强穆毅伟
- 关键词：极坐标系谱元方法
- 细颈容器倾角对瓶颈效应影响的实验研究被引量：1
- 2015年
- 细颈容器向外倾倒液体时,在颈部会产生周期性间歇振荡的"瓶颈效应"。本实验设计了转角、转速、瓶口大小、转轴位置均可调的有机玻璃容器,采用高速摄影仪对这一现象进行了观察。研究了瓶颈效应产生的基本原理,并探究了容器倾倒角度对瓶颈处气泡产生和生长、液体倾倒平均流量的影响。研究发现,瓶颈效应在倾倒角度不小于某一临界角度时产生,本实验中该临界角度为86°;随倾倒角度增大,气泡在产生和发展过程中稳定性下降,振动愈发剧烈,表面皱褶程度增强;在同一实验条件下,平均流量随着倾倒角度的增加,呈现出先增大后减小的趋势,本实验中平均流量最大值所对应的角度为160°。
- 樊玉峤赵雪珺王亚洲孙中国席光王焕然
- 关键词：气泡
- 平面叶栅气动噪声的高精度谱元方法求解
- 2021年
- 本文建立了一种用于气动噪声预测的高精度三角谱元方法。结合CBS法(Characteristic-based split method)求解Navier-Stokes方程获取伪声压声源后,基于波动方程求解声传播问题。谱元法的谱收敛特性满足了气动声学问题的高精度需求,而CBS法的引入保证了高雷诺数问题的计算稳定性。通过两组基准解问题求解验证了本文方法的正确性。将本文方法应用于平面叶栅气动噪声计算,并考察了不同攻角下噪声的变化规律。研究内容为进一步探究各类流体机械的气动噪声提供了一种新的途径。
- 叶晰萌秦国良王亚洲
- 关键词：气动噪声平面叶栅
- 时空耦合谱元方法求解一维Burgers方程被引量：3
- 2017年
- 针对Burgers方程在空间离散格式与时间离散格式方面的精度匹配问题,提出了一种时空耦合谱元方法,求解了一维Burgers方程。求解时在时间及空间方向同时采用了谱元方法离散方程,推导了求解过程,比较了空间方向采用谱元离散结合时间方向分别采用向后欧拉方法、四阶Runge-Kutta方法和四阶Adams-Bashforth方法的数值精度以及时空匹配特性,研究了时间方向网格单元数及插值节点数对时空耦合谱元方法数值精度的影响。研究显示:时空耦合谱元方法能够求解Burgers方程且与传统的时间差分方法相比能够获得更高的数值精度;随着空间方向单元内插值阶数的不断增大,时空耦合谱元方法的数值精度不断提高,且保留了指数阶收敛的特点,具有较好的时空匹配特性;当空间网格划分方式固定时,时间方向上增加单元数或单元内插值阶数,对数值精度提高影响不大,这一结论与相关研究结果一致。研究内容对引入与空间谱元方法精度相匹配的时间离散格式具有指导意义。
- 王亚洲秦国良和文强包振忠
- 关键词：谱元方法BURGERS方程
- 非等温输气管道的稳态仿真被引量：2
- 2018年
- 为了提高天然气输气管道稳态仿真结果的准确性,考虑了管道温度的变化,引入能量方程,采用分段积分法对输气管道进行稳态仿真,给出了具体计算表达式,并对川气东送干线输气管道进行了稳态仿真计算;与传统的龙格库塔方法仿真结果和TGNET软件仿真结果进行了对比。对比结果表明:龙格库塔法及分段积分法都有较高的计算准确性,可用于输气管道的稳态仿真计算;当管道分段步长较大时,龙格库塔方法精度更高;管道分段步长较小时,分段积分法的精度更高;管道分段步长相同的条件下,分段积分法的计算效率更高。研究结果可为输气管道的设计和管理提供更为准确的参考依据。
- 黄志韩春春秦国良王亚洲
- 关键词：输气管道稳态仿真川气东送
