湍流积分尺度对高层建筑风荷载影响的大涡模拟

为研究湍流积分尺度对高层建筑风荷载大小和分布的影响,研究其合理取值,基于大涡模拟开展了B类地貌不同湍流积分尺度下CAARC（commonwealth advisory aeronautical research council）标准高层建筑模型绕流模拟,并将模拟结果与风洞试验进行了比较.研究结果表明:大涡模拟能较好地反映高层建筑周围风场绕流特性和表面风压分布.随着湍流积分尺度的增大,平均运动的变形率向湍流脉动输入能量,以致平均风速降低、湍流强度增大;侧面风压脉动性降低15%、分离流附着提前出现;基底扭矩谱和弯矩谱的峰值及高频段幅值均减小;层斯托罗哈数在0.4倍建筑高度以下基本相同,随高度的增加其值下降20%~30%;层平均阻力系数下降5%~10%;迎风面风压系数平均值下降2%~5%,侧面和背面下降12%~17%.湍流积分尺度对迎风面和侧面上风向的风压水平相关性、层升力和0.8倍建筑高度以下的层阻力相关性的影响可以忽略.随湍流积分尺度的增大,风压水平相关系数增大,背风面增大5%~10%,侧面下风向增大15%~25%,0.8倍建筑高度以上层阻力相关性系数增大25%~50%.B类地貌湍流积分尺度的调整系数为0.4时,计算得到的风荷载与试验结果趋于一致.      

基于CFD混流泵内流场数值分析

以混流泵为研究对象,运用CFD软件采用基于非结构网格的SIMPLE算法和标准的k-ε湍流模型对混流泵内的流场进行数值模拟.结果表明:运用CFD软件进行数值模拟的结果与试验结果是一致的,说明数值分析的结果是正确可靠的;通过对混流泵内部的流动速度、压力分布等分析揭示了混流泵内部的流动特性,并为混流泵的性能预测、优化设计提供...     

基于CFD混流泵内流场数值分析

以混流泵为研究对象,运用CFD软件采用基于非结构网格的SIMPLE算法和标准的k-ε湍流模型对混流泵内的流场进行数值模拟.结果表明：运用CFD软件进行数值模拟的结果与试验结果是一致的,说明数值分析的结果是正确可靠的;通过对混流泵内部的流动速度、压力分布等分析揭示了混流泵内部的流动特性,并为混流泵的性能预测、优化设计提供理论依据.     

液力缓速器叶片倾角对容量系数的影响分析

根据能量平衡方程计算了叶片倾角与容量系数的数值关系,基于CAD和CFD技术,建立了缓速器工作流道的三维模型,采用RNG k-ε湍流模型模拟工作轮内部流场,分析了叶片倾角为40°,50°和60°时液体的翼面静压和湍流动能的分布规律,并利用有限体积法计算得到容量系数的数值.研究表明：叶片倾角为50°时,容量系数数值最小,其原因是叶片冲击引起的湍流最强,液流阻力最大.     

建筑结构风荷载的三维数值模拟

本文介绍了建筑结构风载的三维数值模拟的湍流模型,列出了三雏不可压缩流的时均化方程、连续方程和K-S方程,并介绍了其求解过程,分析了数值模拟与风洞试验之间的差别。     

高速列车湍流绕流三维数值模拟研究

本文在般曲线坐标系下，采用Ｋ－ε双方程模型及壁面控制函数，借助于代数变换建立起以协变速度分量为独立变量的三维复杂钝体湍流绕流数值计算方法，建立了一套适合于近地大长细比复杂几何体的三维网格生成与控制方法，同时采用交错网格，成功地解决了压力－速度耦合关系。首次对高速列车三维湍流绕流场压力分布、速度分布以及气动阻力进行研究。本文的研究工作对进一步解决近地大长细比复杂几何体湍流绕流数值模拟是一个良好的开端     

绕圆柱湍流流场及其发展的计算

为研究绕圆柱湍流流场及其发展变化,应用RNGκ-ε模型和有限体积法求解非定常雷诺平均纳维尔-斯托克斯(URANS)方程,以二阶隐式时间离散和二阶迎风空间离散格式对控制方程进行离散,采用SIMPLEC算法耦合求解平均速度场和压力场.在Re=103～107范围内对流场进行了数值模拟计算,得到了速度场、涡量场及其湍流脉动参数在下游的发展变化规律.计算与分析结果表明:在高雷诺数条件下,回流区减小,尾流区变窄,尾流在主流方向的影响区域变小,涡量向下游的衰减更慢,湍流动能和湍流耗散率在下游的影响区域也减小.     

有叶扩压器离心压气机频域分析

以某型有叶扩压器离心压气机为研究对象,基于CFD软件CFX,选择标准k-ε湍流模型,对压气机进行三维非定常流场计算。在流场内设置静压监测点,分析流场内非定常流动规律,提取压气机达到稳定运行状态的压力脉动数据进行频域特性分析,预测噪声源主要位置及噪声类型。分析得到由动叶尾迹与静子相互干涉引起的离散噪声为主要噪声源,叶尖不规则运动引起的流动压力脉动对整机噪声贡献较小。     

北京城区强风湍流度的统计分析

对北京气象塔2005—2007年强风湍流数据进行了统计分析,得到湍流度的变化规律.对顺风向、横风向及竖向的湍流度进行了拟合,并与日本风荷载规范的顺风向湍流度剖面做了对比分析.结果表明：在47 m高度处,湍流度随平均风速呈现先减后增的变化规律,并且顺风向、横风向、竖向的变化规律保持一致;实测湍流度之间的线性相关性非常明显,与Solari和Piccardo经验公式存在一定的差别;顺风向湍流度的实测值与日本规范相比在低空段差距较大,在高空段几乎接近.     

大气湍流对飞机颠簸的影响

利用具有6个自由度的飞机的运动方程，研究了大气湍流对飞机垂直过负荷的影响，推导了飞机在湍流大气中过负荷的传递函数，并分析了飞机对非定常湍流的反应．研究表明，在亚音速下，飞机飞行速度增大。飞机颠簸增强；在同样的气象条件和大气湍流强度下，小型飞机的颠簸比大型机剧烈。     

血液在低压差下作管形定常层流流动其表观粘度与红细胞可逆性聚集的关系

目的　探讨血瘀症的流变学机理。方法　自制流变仪 ,在压差、管径、流态等方面接近人体静脉血流的仿生条件下 ,观察红细胞可逆性聚集与低压差粘度的关系。并与旋转式粘度计测量的结果相比较。结果　在管形定常层流流动中 ,当 τW<7.67× 1 0 -5N/cm2时 ,无论是红细胞本身硬化 ,还是血浆中缺乏使红细胞发生生理性聚集的有效成分 ,只要红细胞丧失了正常的聚集功能 ,低压差粘度均明显高于正常。此与旋转式粘度计测量的低切粘度相反。说明低压差粘度与低切粘度之间无正相关性。结论　流态不同 (片形、管形 ) ,血液的流变特性不同。在管形定常层流流动中 ,红细胞丧失了正常的聚集功能是低压差粘度增高的主要原因。它使静脉血回流阻力增大 ,微循环流出不畅 ,进而造成血液淤滞     

沥青混合料流在螺旋布料槽中的运动特征分析

基于沥青混合料流在摊铺过程中具有的物理特性,提出用流体力学的方法研究沥青混合料流在螺旋布料槽中的运动特征。探讨了沥青混合料流层流和紊流流动型态的界定及流动特性;分析了沥青混凝土摊铺机螺旋分料器的输送机理和沥青混合料粒料在螺旋布料器作用下的运动规律。通过对沥青混合料粒料在摊铺机布料槽中的受力与运动分析,揭示了混合料在布料槽中的运动特征,为完善螺旋分料器的设计及摊铺施工技术提供了可靠的依据。     

基于PIV试验的积雪平屋面风场特性研究

为研究屋盖积雪对低矮平屋面风场特性的干扰影响，基于风吹雪风洞试验，通过3D打印获得平屋面的3D积雪形态，并以无积雪模型作为对照，系统地开展了PIV (particle image velocimetry)风洞试验，并结合LES(large eddy simulation)方法，研究了6组平屋面建筑有无积雪时的流场分布特性.试验研究表明：当无积雪时，来流在屋面前缘处分离后能形成典型的分离泡流动，分离泡内速度场存在明显逆流现象；当有积雪时，屋面上方的逆流减弱甚至消失，积雪显著地加快了流经屋面附近流场的速度，其最大速度增量约为0.6，同时，流线分布更贴合模型壁面，速度梯度增大，也相对增大了涡量值；积雪会使得屋面上方整体的时均湍动能和切应力均减小，但对屋面迎风区域的平均和脉动风压均有增大作用，其增大比值约为15%和20%.通过该研究可进一步对低矮建筑的风雪荷载作用机理展开分析，为屋盖结构的抗风雪设计提供参考.     

Comparison of gas particle flow prediction from large eddy simulation and Reynolds-averaging Navier-Stokes modeling

In order to account for the effect of particle existence on gas-particle turbulence flow in large-eddy simulation (LES), a new gas-particle turbulent kinetic energy subgrid-scale (SGS) turbulence model is established, and the effect of particle wake is also considered in gas turbulent kinetic energy SGS turbulence model. Simulation of gas-particle turbulence flow in backward-facing step is carried out by LES using present model and by unified second-order moment (USM) model. The prediction statistical results including mean velocity and fluctuation velocity by LES using present model are in reasonable agreement with the experimental results. It is shown that present model is with higher calculating accuracy than USM model, which indicates that the turbulent kinetic energy SGS turbulence model is suitable.     

湍流动能的产生与飞行中严重的晴空颠簸

基于湍流动能倾向方程，推导出了其只含风切变和大气稳定度的简化方程．根据收集到的100例飞行中晴空颠簸的实际资料，利用环境技术应用(ETA)模式对该简化方程进行了检验．研究表明，仅利用湍流动能的产生预测晴空颠簸并不一定有效，而需要对湍流动能的产生项进行诊断．预报颠簸时，湍流动能倾向方程中的耗散项不能忽略；ETA模式的垂直分辨率和模式的设计者给定的大气稳定度对预报的准确性也有影响。     

喷水推进泵三维造型研究及其流体动力性能CFD分析

以典型CAD软件UG为工具,结合数值模拟过程中网格划分和参数设置的要求,完成某种混流式喷水推进泵的几何建模,应用计算流体动力学程序对上述模型进行数值计算.CFD计算是针对泵整体流场控制体来进行的,而流场区域离散又衙要针对各结构部件分别处理,UG层设置功能能较好地协调两者处理时转换的不便.通过CAD软件和网格划分软件相结合解决了几何建模时叶轮叶顶间隙难以控制的问题.泵流场区域离散采用结构化网格.选取SST紊流模型,采用稳态多参考系方法进行计算.在设计工况和非设计工况下计算所得该混流泵性能参数均与设计所提供值有较好的一致性.     

不同对称翼型H型风力机气动性能数值模拟研究

风轮是风力发电机利用风能的核心部件,而翼型作为风轮的关键零件,其结构参数的选择的不同会对风力机性能造成极大的影响。本文选取3种常用的H型垂直轴风力机NACA系列对称翼型的绕流流动,建立其湍流流场的模型,采用移动网格技术对其进行数值分析与计算,得出风轮的力矩系数、功率及风能利用率的变化规律,在此基础上,详细分析了不同的对称翼型对垂直轴风力机风轮气动性能的影响。根据其气动性能曲线,拟合出给定工况下,风能利用率随尖速比的变化公式,更好的实现定量分析。     

近地非流线体紊流绕流的数值分析

本文提出了一种近地非流线体紊流绕流的数值分析方法。采用曲线坐标 和交错网格,以协变速度分量作为动量方程的独立变量,紊流项采用代 数应力模型,用乘方格式离散化,对动量方程离散化格式进行了特珠的 代数处理,近壁边界条件用函数法处理。用这种方法对高速列车简化二 维模型进行了计算,得到了较满意的结果。      

Experimental Study on Turbulent Width around Bridge Piers

Introduction The fluid state near a bridge pier usually changesshortly after the new bridge is built. The unsafe navi-gational area around the bridge pier, where the shipcollisions against bridge piers frequently occur, is de-scribed by turbulent width.Ch…