摘要:近年来,量子计算 (QC) 在流体动力学模拟中的应用已发展成为一个动态研究课题。由于许多科学和工程领域中的流动问题需要大量计算资源,因此 QC 加速模拟和促进更详细建模的潜力成为这一研究兴趣日益增长的主要动机。尽管取得了显著进展,但在创建流体建模的量子算法方面仍然存在许多重要挑战。本文在基于格子的流体建模背景下研究了流体建模中控制方程的非线性这一关键挑战。详细介绍了 D1Q3(一维,三个离散速度)格子玻尔兹曼模型的量子电路以及涉及电路宽度和深度的设计权衡。然后,将设计扩展为非线性 Burgers 方程的一维格子模型。为了便于评估非线性项,所提出的量子电路采用量子计算基编码。本研究的第二部分介绍了一种用于多维晶格模型中非线性项的新型模块化量子电路实现。具体而言,详细介绍了二维模型中动能的评估,这是二维和三维格子玻尔兹曼方法碰撞项量子电路的第一步。量子电路分析表明,利用 O (100) 容错量子比特,可以在不久的将来进行有意义的概念验证实验。
第一学期 AS 1010 航空航天工程概论 2 0 0 2 航空航天和航天飞行的历史;飞机和航天器的分类;飞机和航天器主要部件的功能;航空航天工程的细分;空气动力学、推进、结构、系统、飞行力学和控制要素。印度航空航天活动。 第三学期 AS 1020 流体力学 3 1 0 4 流体力学简史,流体及其性质,粘度、热导率、质量扩散率、压缩性和表面张力的概念,其分子考虑。流体静力学 - 压力中心、浮力中心和元中心,ISA。张量微积分(笛卡尔张量)。描述流体运动的欧拉和拉格朗日方法、流线、条纹线和路径线。流体运动学 - 平移、旋转和变形、循环、格林斯托克斯定理。推导微分和积分形式的质量、动量和能量控制方程及其对无粘性和势流的特殊化。非惯性系中的方程。伯努利方程。一维流动。各种情况下的说明性示例。层流,例如库埃特流和哈根-泊肃叶流,轴承和边界层中的流动。量纲分析平板和管道中的粘性流 - 过渡、湍流、管道中的表面摩擦和损耗 AS 2010 材料基础强度 3 1 0 4 应力和应变简介 - 胡克定律、应力和应变变换、主应力和应变 - 圆形截面的扭转 - 薄壁压力容器 - 对称截面梁的弯曲和剪切应力 - 用各种方法计算静定梁的挠度 - 组合载荷引起的应力、失效理论。弹性理论简介、场方程、艾里应力函数、笛卡尔坐标中的二维问题、厚圆柱体的拉梅解。
课程列表 硕士论文 学生需要对以下一个(或多个)领域相关的主题进行高级研究:空气动力学和推进;航空航天结构和航空航天制造;以及航空电子和航空航天系统。主题是与学生的论文导师协商后选定的,学生以书面形式提出研究计划,研究在导师的指导下进行,并由指导委员会监督。学生必须以论文形式向考试委员会提交完成的研究,并向该委员会口头陈述论文,委员会将对论文进行评估和评分。通过论文,学生需要提供研究能力的证据,并对与研究相关的专业领域有深入的了解。这是一个“里程碑”。通过/不通过硕士项目 学生需要开展涉及以下一个(或多个)领域的应用高级研究项目:空气动力学和推进;航空航天结构和航空航天制造;以及航空电子和航空航天系统。学生以书面形式提交项目计划,项目在导师指导下进行,并由指导委员会监督。学生必须以技术报告的形式向考试委员会提交完成的项目,并向该委员会口头陈述报告,委员会将评估和评分报告。这是一个“里程碑”。 通过/不通过资格考试 考试包括两部分:(i)三小时的笔试,问题由学生的指导委员会设置;(ii)口头答辩(a)笔试和(b)论文提案。这是一个“里程碑”。通过/不通过论文 学生需要对以下一个(或多个)领域相关的主题进行高级研究:空气动力学和推进;航空航天结构和航空航天制造;以及航空电子和航空航天系统。主题是与学生的论文导师协商后选择的。学生将在开始工作之前准备并提交一份详细的研究计划。研究是在导师的指导下进行的。学生必须以论文形式向考试委员会提交完成的研究,并口头陈述论文。论文必须展示对研究领域知识做出重大贡献的原创研究。反先决条件 ME8102。通过论文,学生需要提供研究能力的证据,并对与研究相关的专业领域有深入的理解。这是一个“里程碑”。 通过/不通过 AE8000 文凭报告 最终报告需要分析当前的航空航天设计管理概念,该概念对文凭候选人的工作场所有重大影响,或在行业案例研究中明确阐述。本报告应描述、定义并针对航空航天设计管理、组织、运营或认证合规性中的特定问题提供有意义且切合实际的建议。虽然鼓励所有文凭候选人定义其个人最终报告的范围、范围和格式,但报告主题必须事先得到文凭报告协调员的批准。通过/不通过 AE8102 高级流体力学 将对流体动力学中的原理、概念和方法进行一般性回顾。将介绍使用数学技术解决特定类别的流体流动问题的高级处理方法,包括:控制方程和基础理论的调查;二维和三维势流;表面波;边界层理论;以及冲击波现象。1 学分 AE8104 高级热传递 I 通过传导和对流进行热传递的高级研究。针对选定的主题,研究控制稳态和非稳态传导传热、瞬态传导和数值解的方程的推导和应用。强制和自然对流的控制方程;应用量纲分析和相似变换。反先决条件 ME8104。1 学分
摘要:本文重点研究了带有矩形实体翅片的组合式混合微通道散热器的数值优化。轴向长度和体积固定,外部结构可以变化。模拟是在微通道散热器的基本单元上进行的。优化的目的是找到内部和外部配置中的最佳几何排列,以使微通道散热器中的峰值温度最小化。假设微电子电路板设备在单元底壁上散发 250 W/cm 2 的高密度均匀热通量。计算流体动力学代码用于离散化流体域并求解一组控制方程。讨论了水力直径、外部结构形状和流体速度对峰值温度和全局热阻的影响。雷诺数范围为 400 至 500 的冷却剂或水以强制对流层流的形式通过计算域的入口引入,以去除矩形块微通道底部的热量。结果表明,当流体速度在微散热器轴向长度上从 9.8 m/s 增加到 12.3 m/s 时,从组合散热器底部移除的热量更多。结果表明,在带翅片的组合微通道中,泵功率增加了 37.1%,而在无翅片微散热器中增加了 27.2%。研究结果与公开文献中关于具有圆形流道的传统微散热器的记录相符,趋势一致。关键词:微通道结构、配置、组合微通道和微翅片 [2022 年 11 月 14 日收到;2023 年 4 月 4 日修订;2023 年 4 月 14 日接受] 印刷 ISSN:0189-9546 | 在线 ISSN:2437-2110
I. 简介 许多研究人员已经基于多孔弹性构建了脑积水的计算理论。此类模型将有助于更好地理解问题,从而提供更好的治疗方法。此类模型还忽略了分流术的间歇性影响,而分流术是治疗脑积水最常用的方法。我们使用弹性和流体力学来创建人脑和脑室系统的数学模型。我们的模型通过考虑跨导水管的流动并包括边界约束来扩展以前的工作。这将为疾病的边界和改善创建一个定量模型。我们开发并解决了该模型的控制方程和边界条件以及有意义的临床发现。我们的模型通过将导水管流与边界约束结合起来,扩展了早期对脑积水的研究。脑脊液沿着脊髓周围的蛛网膜下腔向下流动,然后进入颅脑蛛网膜下腔,然而,物理定律很难解释这种流动是如何持续的。采用体内刺激的数学方法来研究脉动血液、脑和脑脊液的动态相互作用 1 。本文介绍的模拟是为患有脑脊液生理病理疾病脑积水的个体生成的 2 。研究特发性脑积水化学浓度不对称循环的后脑室通透性 3 。使用基本的几何模型,当前的研究提出了一种全新的脑积水多物理扩散过程方法,并作为更复杂的几何模拟的标准 4 。研究了脑脊液在心血管和蛛网膜下腔的循环以及脑脊液渗入多孔脑实质的问题。开发了复杂大脑几何形状的边界条件 5 。将标准受试者的研究信息与代表颅内动力学的实际计算模型进行了比较。该模型利用特定于受试者的磁共振 (MR) 图像和物理边界条件作为输入,可重现脉动的脑脊液循环并模拟颅内压力和流速 6 。该数值模型用于探索横截面几何形状和脊髓运动如何影响非稳定速度、剪应力和压力梯度场 7 。该系统分为五个子模型:动脉系统血液、静脉系统血液、心室脑脊液、颅内蛛网膜下腔和脊髓出血腔。阻力和顺应性将这些子模型连接起来。构建的模型用于模拟七个健康个体中发现的关键功能特征,例如动脉、静脉和脑脊液流量分布(幅度和相移) 8 。此前,利用时间分辨三维磁共振速度映射研究人体血管系统中健康和异常的血流模式。利用这种方法研究了 40 名健康志愿者 9 的脑室系统中脑脊液流量的时间和空间变化。这些颗粒中的脑脊液和血液之间的屏障很小,使脑脊液能够流入循环并被吸收。与脑脊液的产生相反,消耗是压力-
拉伸片材上具有热场和磁场的驻点流* 1 Yahaya Shagaiya Daniel、2 Aliyu Usman、2 Umaru Haruna 1 尼日利亚卡杜纳州立大学理学院数学科学系。 2 马卡菲谢胡伊德里斯健康科学与技术学院生物医学工程技术系。 *通讯作者电子邮箱地址:Shagaiya12@gmail.com 摘要 本研究旨在检验热辐射和磁场对拉伸片材二维驻点流的影响。通过相似变换法将控制方程转化为非线性常微分方程组,然后利用隐式有限差分方案进行数值求解。驻点参数值越高,速度分布越增大,磁场则相反。温度分布是辐射能量的增函数。 关键词:热辐射、磁场、驻点流、拉伸片材。引言考虑到流动对介质的冲击会在表面周围形成一个驻点 (Hayat 等人,2020)。流动离开介质的消失会在尾随表面上产生另一个驻点 (Khan 等人,2020)。不可压缩粘性流体在拉伸片材上的流动和传热已在工业领域的许多过程中得到研究:聚合物的机械化挤出、金属板的冷却、塑料片材的空气动力挤出等 (Daniel 等人,2017a;Khashi'ie 等人,2020;Nandepnavar 等人,2021;Daniel 等人 2017b;Nadeem 等人 2020;Daniel 等人 2019a;Ghasemi & Hatami,2021 和 Daniel 等人,2019b)。 MHD 在拉伸板上的停滞流至关重要,因为它可应用于多种工程挑战,例如金属铸造厂的快速喷雾冷却和淬火、紧急核心冷却系统、微电子冷却、熔融纺丝工艺中的聚合物挤出、玻璃制造和原油净化 (Oyelakin et al., 2020; Anuar et al., 2020; Daniel, 2015; Nasir et al., 2020; Daniel and Daniel, 2015 and Lund et al., 2020)。当科学过程在高热能下进行时,例如金属或玻璃板的冷却,热辐射影响开始显示出不容忽视的重要作用 (Daniel et al., 2017c; Zainal et al., 2021 and Chaudhary et al., 2021)。许多研究人员已经讨论了不可压缩粘性流体的 MHD 流动和传热问题,包括文献(Maqbool 2020;Daniel 等人,2017;Hussain 等人,2020;Daniel 等人,2018;Afify 等人 2020 和 Daniel 2016)等。在目前的研究中,对共轭传导-对流和辐射传热问题进行了新的驻点流和能量转换研究。磁场用于控制和操纵流动行为,以提高热导率和传热性能。对流辐射传热模型
