如何应用SIMPLER算法对上convected Maxwell流体绕圆柱流动进行数值模拟,并分析临界速度对drag force和热传递的影响?
时间: 2024-10-31 13:16:37 浏览: 29
在探索粘弹性圆柱绕流现象时,应用SIMPLER算法对上convected Maxwell流体的数值模拟至关重要。这种方法是一种高效且稳定的计算流体动力学(CFD)算法,特别适用于处理复杂的非牛顿流体流动问题。通过将控制方程离散化并采用有限体积法,SIMPLER算法能够确保计算的精度和收敛性。
参考资源链接:[1990年非牛顿流体粘弹性圆柱绕流的数值模拟](https://wenku.csdn.net/doc/2317hii2bg?spm=1055.2569.3001.10343)
首先,我们需要建立上convected Maxwell流体的数学模型,包括其本构方程和运动方程。然后,我们定义圆柱体的几何形状和流动区域,并对这个区域进行网格划分。SIMPLER算法的核心在于通过迭代的方式求解压力和速度场,而压力和速度场的耦合是通过压力修正方程来实现的。
在模拟过程中,临界速度的概念非常重要。临界速度是指流体绕圆柱流动状态发生质变的速度阈值。在低于临界速度时,流体的流动行为类似于牛顿流体,即drag force和热传递与流速成线性关系。而一旦达到或超过临界速度,流动模式将发生改变,drag force和热传递的响应将变得相对平缓,不再有明显的速度依赖性。
为了准确模拟这种现象,需要在SIMPLER算法中引入一个速度依赖的粘度模型,并使用合适的边界条件来确保计算的准确性。此外,模拟中应关注drag force的计算和热传递的模拟,因为它们直接关系到流场特性和流体与圆柱间能量交换的特性。
综上所述,通过精心设计的数值模型和精确的算法实施,我们可以有效地模拟上convected Maxwell流体绕圆柱流动的情况,并深入理解在不同速度下drag force和热传递的变化规律。这一研究将对工程设计和流体控制等领域提供重要的理论支持和实践指导。为了进一步掌握SIMPLER算法及其在非牛顿流体中的应用,建议参考以下资料:《1990年非牛顿流体粘弹性圆柱绕流的数值模拟》。
参考资源链接:[1990年非牛顿流体粘弹性圆柱绕流的数值模拟](https://wenku.csdn.net/doc/2317hii2bg?spm=1055.2569.3001.10343)
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