剧变截面圆管渗流数值计算：新方法与应用

"这篇论文是关于剧变截面圆管内渗流的数值计算方法，主要探讨了不可压缩渗流的问题。作者陈金娥提出了改进的数值计算方法，该方法适用于解决流体在非等截面，特别是剧变截面圆管中的流动问题。这种方法通过先计算非主流方向的压力，然后计算主流方向的速度分量，最后根据连续性方程求得非主流方向的速度分量，避免了传统方法中由连续性方程计算压力的难题。为了适应这种计算方法和剧变截面的特点，文中采用了半交错不等距非正交贴体混合网格系统。论文详细阐述了差分方程和迭代计算公式，并通过数值计算实例验证了方法的有效性和实用性，具有较高的工程应用价值。该研究得到了上海市教育委员会的自然科学基金项目和电厂热能动力与环境工程重点(培育)学科经费的支持。" 这篇2005年的论文聚焦于不可压缩渗流在剧变截面圆管中的数值模拟。不可压缩渗流是指流体密度保持不变的流动情况，通常在低速或高压条件下发生。剧变截面圆管是指管径在短距离内有显著变化的管道部分，这类问题在工程中常见，例如流体通过容器、设备或管道系统的连接处。传统方法在处理这种问题时，直接求解速度和压力的原始变量，可能会遇到计算压力的困难。陈金娥提出的新方法首先通过非主流方向的运动方程求解压力，然后利用主流方向的运动方程计算主流速度，最后通过连续性方程计算非主流速度。这种方法简化了计算流程，提高了计算效率。 为了适应剧变截面的特点，论文采用了一种特定的网格系统——半交错不等距非正交贴体混合网格。这种网格系统可以更好地捕捉流动在复杂几何形状中的变化，提高计算精度。同时，论文还详细列出了相关的差分方程和迭代计算公式，通过实际算例展示了新方法的有效性。 此研究不仅提供了理论上的解决方案，还强调了其在工程实践中的实用性和广泛应用前景，尤其是在涉及流体通过多孔介质的场景，如水净化设备和催化反应器中。通过这种方法，可以更准确地模拟和控制流体在这些设备中的流动行为，从而优化设计和提高工作效率。