长腔体内混合流体Rayleigh-Bénard对流的高精度数值模拟

基本信息
批准号:11601013
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:19.00
负责人:王涛
学科分类:
依托单位:北方民族大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:汤占岐,贾延,吴砚婕,徐晓芳,王立海
关键词:
长时间数值模拟高精度紧致格式非线性稳定性有限差分方法RaleighBénard对流
结项摘要

The study focusing on the dynamics behaviors of the binary fluid mixtures Rayleigh-Bénard convection system, such as the spatio-temporal evolution, bifurcation, turbulence, etc., as well as their stability, is an important research topic in the nonlinear science. Numerical simulation is an important means to carry out the research on this issue. Since the existing research on this aspect usually uses the first order or second order accurate scheme, that leads to a large dissipation error and dispersion error, and usually produces inaccurate computational results. In order to get accurate solutions, it usually requires fine grid mesh, however, this would result in large computational cost. Therefore, this application, firstly, dedicates to study the high order numerical simulation methods for solving this problem, to develop the high order compact difference schemes. And then, to use them to study the dynamics behaviors and the stability of the binary fluid mixtures Rayleigh-Bénard convection system in a long rectangular enclosure under asymmetric and non-periodic boundary conditions, and to analyze the effects of the physical parameters, dimensionless parameters, boundary conditions and changes of the size of the fluid field to the structures of the flow fields for the binary fluid mixtures. To find out the conditions for the occurance of temporal-spatio defects and the ways to supress these defects. The purpose of this study is to reveal the spatio-temporal structure of the traveling wave phenomena and the formation mechanism of the dynamics behaviors in the binary fluid mixtures convection. On the whole, this research can help us achieve accurate simulation of the binary mixture process under the complex conditions and boundary conditions, profoundly reveal the dynamics behaviors of the binary fluid mixtures convection system, and understand the formation mechanism of the turbulence.

对双流体混合Raleigh-Bénard对流系统的时空演化、分叉、湍流等动力学行为及其稳定性的研究是非线性科学的重要研究课题。数值模拟是对此类问题开展研究的重要手段。鉴于目前此方面研究所采用的数值方法主要是低精度格式,存在较大的耗散和色散误差,从而导致计算结果不精确,本申请致力于这一问题的高精度数值模拟方法的研究。发展高精度紧致差分格式,并将之用于研究长腔体内非周期非对称边界条件下双流体混合Rayleigh-Bénard对流系统的动力学特性及其稳定性,分析物性参数、无量纲参数、边界条件、流场尺寸变化对双流体混合流场结构的影响,对流结构的多重稳定性现象,以及对流系统出现时空缺陷所具备的条件,及消除和抑制缺陷的方法和途径。通过本项目研究,可以实现对复杂工况和边界条件下流体混合过程的精准模拟,深刻揭示双流体混合对流运动中行波现象的时空结构及其动力学行为的形成机理,也有助于深入理解湍流形成的机理。

项目摘要

对双流体混合Raleigh-Bénard对流系统的时空演化、分叉等动力学行为的研究是非线性科学的重要研究课题。鉴于目前此方面研究所采用的数值方法主要是低精度格式,存在较大的耗散和色散误差,从而导致计算结果不精确,本申请致力于这一问题的高精度数值模拟方法的研究。构造了一致高精度紧致差分格式,并给出了构造原则,这一格式解决了以往边界格式精度低从而导致降低整体算法精度且导致数值不稳定的问题,并将之用于研究驱动方腔内的Hopf分岔问题并给出Hopf分岔临界雷诺数存在的区间及分析了更高雷诺数下驱动方腔内的系统由稳态向失稳状态转变的过程。也有助于深入理解湍流形成的机理。及应用此算法研究长腔体内非周期非对称边界条件下双流体混Rayleigh-Bénard对流系统的动力学特性及其稳定性。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

DOI:10.13836/j.jjau.2020047
发表时间:2020
2

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
3

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
4

主控因素对异型头弹丸半侵彻金属靶深度的影响特性研究

主控因素对异型头弹丸半侵彻金属靶深度的影响特性研究

DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2020.09.026
发表时间:2020
5

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

DOI:10.19701/j.jzjg.2015.15.012
发表时间:2015

王涛的其他基金

批准号:11101125
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81360449
批准年份:2013
资助金额:45.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81773003
批准年份:2017
资助金额:52.00
项目类别:面上项目
批准号:11801553
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51573060
批准年份:2015
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:81101774
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61101157
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61401266
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30370990
批准年份:2003
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:39970526
批准年份:1999
资助金额:10.00
项目类别:面上项目
批准号:81870693
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:61904024
批准年份:2019
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11144008
批准年份:2011
资助金额:35.00
项目类别:专项基金项目
批准号:20862007
批准年份:2008
资助金额:26.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11601326
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81372061
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:51708468
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51476167
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81170593
批准年份:2011
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:41471223
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51905372
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51676169
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:21774097
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:51506115
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60877040
批准年份:2008
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:31101062
批准年份:2011
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81502035
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41706002
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11204115
批准年份:2012
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11826035
批准年份:2018
资助金额:8.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:51874014
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:U1810128
批准年份:2018
资助金额:61.00
项目类别:联合基金项目
批准号:81071021
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:71701206
批准年份:2017
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61804036
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20576058
批准年份:2005
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:41772233
批准年份:2017
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:51678538
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:81871188
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:81172289
批准年份:2011
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:61671011
批准年份:2016
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:40576047
批准年份:2005
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:21262018
批准年份:2012
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11926347
批准年份:2019
资助金额:10.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:81673703
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31800648
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51006101
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40971162
批准年份:2009
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:11026078
批准年份:2010
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:21502110
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11303014
批准年份:2013
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51306161
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41902142
批准年份:2019
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51604265
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21803029
批准年份:2018
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51008287
批准年份:2010
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1633104
批准年份:2016
资助金额:36.00
项目类别:联合基金项目
批准号:90714006
批准年份:2007
资助金额:215.00
项目类别:重大研究计划
批准号:51863015
批准年份:2018
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41671403
批准年份:2016
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:61300071
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71602132
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30971782
批准年份:2009
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:81201678
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41205051
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30870412
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:41375040
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:81403154
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11202195
批准年份:2012
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50975025
批准年份:2009
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
批准号:12126502
批准年份:2021
资助金额:48.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:31802260
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30400546
批准年份:2004
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61703345
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61805285
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51378478
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51408610
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60771035
批准年份:2007
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:31571587
批准年份:2015
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
批准号:51375045
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:41901011
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21176236
批准年份:2011
资助金额:54.00
项目类别:面上项目
批准号:61376055
批准年份:2013
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
批准号:81801068
批准年份:2018
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81671260
批准年份:2016
资助金额:52.00
项目类别:面上项目
批准号:71571109
批准年份:2015
资助金额:48.70
项目类别:面上项目
批准号:11404231
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81874165
批准年份:2018
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:11574122
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:21763023
批准年份:2017
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81670891
批准年份:2016
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:81502696
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1333121
批准年份:2013
资助金额:40.00
项目类别:联合基金项目
批准号:81572539
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:38970614
批准年份:1989
资助金额:2.50
项目类别:面上项目
批准号:41103017
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31901602
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61502110
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41272220
批准年份:2012
资助金额:83.00
项目类别:面上项目
批准号:81201030
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30901482
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21076111
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:61502512
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30830077
批准年份:2008
资助金额:160.00
项目类别:重点项目
批准号:81001455
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81700426
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51465015
批准年份:2014
资助金额:48.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51409243
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20676012
批准年份:2006
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:60875019
批准年份:2008
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
批准号:U1404205
批准年份:2014
资助金额:30.00
项目类别:联合基金项目
批准号:81701888
批准年份:2017
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31700678
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61673048
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:31902185
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51601144
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81601643
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11601398
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71861006
批准年份:2018
资助金额:26.30
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51675040
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:41575086
批准年份:2015
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:81571298
批准年份:2015
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:30300302
批准年份:2003
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61201449
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51179209
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61904002
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50902114
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40072064
批准年份:2000
资助金额:22.00
项目类别:面上项目
批准号:71502145
批准年份:2015
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61172033
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:41102165
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30870866
批准年份:2008
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:51876203
批准年份:2018
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:81472633
批准年份:2014
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:21504065
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20076022
批准年份:2000
资助金额:13.00
项目类别:面上项目
批准号:39270776
批准年份:1992
资助金额:5.20
项目类别:面上项目
批准号:60477024
批准年份:2004
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:51672216
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:40602026
批准年份:2006
资助金额:29.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51905002
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21562026
批准年份:2015
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31100787
批准年份:2011
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31270201
批准年份:2012
资助金额:78.00
项目类别:面上项目
批准号:60806021
批准年份:2008
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61802188
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:29000027
批准年份:1990
资助金额:3.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40472101
批准年份:2004
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:11801216
批准年份:2018
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81200972
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39600101
批准年份:1996
资助金额:11.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41404037
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81471305
批准年份:2014
资助金额:100.00
项目类别:面上项目
批准号:21776161
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:61404085
批准年份:2014
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61775064
批准年份:2017
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:81173524
批准年份:2011
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:30701006
批准年份:2007
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51504015
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51203052
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51408274
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51605450
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81460105
批准年份:2014
资助金额:47.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51375354
批准年份:2013
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:41572313
批准年份:2015
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:41774046
批准年份:2017
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:51408145
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81572597
批准年份:2015
资助金额:45.00
项目类别:面上项目
批准号:21176016
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:30901558
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81773175
批准年份:2017
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:31171211
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31800436
批准年份:2018
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51602153
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51477146
批准年份:2014
资助金额:74.00
项目类别:面上项目
批准号:50609031
批准年份:2006
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31601022
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21762025
批准年份:2017
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41001262
批准年份:2010
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81302451
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

混合流体Rayleigh-Bénard对流中流动状态多重稳定的数值研究

批准号:11662016
批准年份:2016
负责人:赵秉新
学科分类:A0901
资助金额:42.00
项目类别:地区科学基金项目
2

双流体混合对流系统的高精度数值模拟研究

批准号:10662006
批准年份:2006
负责人:田振夫
学科分类:A0910
资助金额:31.00
项目类别:地区科学基金项目
3

具有密度极值流体Rayleigh-Bénard对流结构多样性研究

批准号:51376199
批准年份:2013
负责人:李友荣
学科分类:E0601
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
4

具有密度极值流体Rayleigh-Bénard-Marangoni对流传热特性研究

批准号:51706213
批准年份:2017
负责人:胡宇鹏
学科分类:E0603
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目