Physics-guided laminar flame speed correlation for methane-hydrogen-air mixtures with varying dilution
本文提出了一种基于物理机制的层流火焰速度关联式,能够准确预测不同稀释条件下甲烷/氢气/空气混合物的燃烧特性,其精度媲美机器学习方法,同时具备物理一致性、可微性及良好的外推能力,适用于燃料灵活燃烧系统的计算流体动力学模拟与控制。
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流体力学是研究流体如何流动、变形以及与其他物质相互作用的迷人领域。从日常的气流到浩瀚的星系演化,这一学科无处不在。在本分类中,我们聚焦于该领域的核心动态,用通俗的语言解读那些看似复杂的物理现象,让非专业读者也能领略流体世界的奇妙逻辑。
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本文提出了一种基于物理机制的层流火焰速度关联式,能够准确预测不同稀释条件下甲烷/氢气/空气混合物的燃烧特性,其精度媲美机器学习方法,同时具备物理一致性、可微性及良好的外推能力,适用于燃料灵活燃烧系统的计算流体动力学模拟与控制。
本文基于介观双层流体模型,研究了两种不混溶部分润湿液体组成的复液滴在倾斜光滑基底上的滑动行为,系统分析了倾角、体积比和粘度比对液滴构型、速度及动态接触角的影响,并探讨了稳态滑动范围外的周期性融合 - 超越 - 分裂现象。
该研究通过三维直接数值模拟与解析推导,揭示了非饱和裂隙岩体中由裂隙 - 基质流动分配驱动的“双分支”持水行为,并建立了识别基质主导与裂隙主导流态转换的通用持水模型及临界压力解析式。
该研究基于 91 个直接数值模拟案例,系统评估了两种描述贫燃预混氢 - 空气火焰拉伸因子标度律的模型,揭示了其在常规燃烧工况下均简化为仅依赖卡洛维茨数的统一形式,而在超低火焰速度工况下需引入特定参数修正,从而证实了两种模型在物理本质上的等效性。
本文通过建立连接线性耗散算子、二次非线性项与外部强迫的显式不等式,提出了一个确保具有二阶非线性耗散偏微分方程(如 Burgers、KPP-Fisher 及 Kuramoto-Sivashinsky 方程)在索伯列夫空间中稳定性的充分条件,从而为流体动力学等非线性系统的长期行为预测提供了理论依据。
该研究利用高速成像技术,系统分析了液滴在不同纹理间距的硅基液浸表面(LIS)上的撞击与回缩动力学,发现尽管使用了不同润滑剂(硅油和十六烷)并覆盖了广泛的韦伯数范围,但润滑剂本身的性质对液滴的铺展、反弹及与表面纹理的相互作用等动力学行为影响甚微。
本文提出了一种基于 Mori-Zwanzig 形式论的数据驱动机器学习方法,通过训练能够准确预测短时轨迹的降阶模型,成功实现了对湍流中拉格朗日粒子动力学在短时点态精度和长时统计稳定性上的双重复现。
本文通过提出一种允许从内筒喷射液滴的新型管状对撞流构型,系统研究了曲率对乙醇/空气喷雾火焰结构的影响,发现曲率通过改变蒸发分布显著降低了拉伸诱导的熄火极限,并揭示了喷雾火焰的熄火机制与气体火焰存在本质差异。
本研究利用高速成像技术揭示了在范德华力与非范德华力软纹理油浸表面上的液滴撞击行为,发现硅油(SO-5cSt)因毛细作用填充间隙并形成稳定润滑层,能实现全韦伯数下的完全反弹,而十六烷浸渍表面则因润滑剂流失和稳定性差异,表现出随韦伯数增加及重复撞击而逐渐丧失反弹性能的动态特征。
本文提出了一种基于各向异性、梯度感知及自适应采样的约束径向基函数(RBF)回归新方法,通过利用局部梯度信息优化采样密度、构建各向异性度量并引入梯度正则化,在无需网格的情况下显著提升了散乱数据(如湍流速度场)重构的精度与物理一致性,同时大幅减少了基函数数量。