幂律型非牛顿流体非稳态渗流的交错递推算法

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多孔介质是自然界中一种广泛的存在形式，其渗流问题的研究既有重要的科学意义又有广泛的应用价值。自然界中除常见的牛顿流体外还存在大量的非牛顿流体。非牛顿流体的问题普遍存在于日常的各个领域，如石油工业、化学工业、生物工程等。因此，对非牛顿流体渗流问题的研究具有重要的意义。本论文的目的是对幂律型非牛顿流体非稳态渗流问题进行数值模拟。 (一) 本文基于积分形式的渗流连续性方程和交错差分思想提出了一种非牛顿流体非稳态渗流问题的交错递推算法。对多孔介质中的非牛顿流体非稳态渗流问题，本文采用了三角形网格进行空间离散作为构造控制体的辅助网格，对这种三角形辅助网格的算法进行了详尽的研究，给出一种显式的数值计算方法。 (二) 本算法在空间离散方面与有限元法类似，可以灵活地处理具有任意边界形状多孔介质中的非牛顿流体的非稳态渗流问题。第一类边界条件、第二类边界条件和第三类边界条件易于引入本算法中，无需特殊处理。该算法对计算机内存需求较少，而且程序实现简单。 (三) 对不同边界条件，特别是不规则形状混合边界条件区域中的幂律型非牛顿流体非稳态渗流问题进行了数值模拟，并与牛顿流体非稳态渗流问题进行了对比研究，给出了压力时程比较曲线和压力场。研究结果表明：在一定时刻以前，幂律型非牛顿流体中的渗流压力比牛顿流体中的渗流压力大；在该时刻之后，幂律型非牛顿流体中的渗流压力低于牛顿流体中的渗流压力。

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作者
刘伟;
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作者单位

沈阳建筑大学;

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授予单位沈阳建筑大学;
学科工程力学
授予学位硕士
导师姓名刘铁林;
年度 2009
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类土力学、地基基础工程;
关键词
幂律; 非牛顿流体; 稳态渗流; 交错;

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