泡漩水数值模拟研究

笔者针对泡漩水所具有的三维性、自由表面、强紊动性的特点,采用三维K-ε模型,引入通度概念处理不规则边界,用VOF法追踪自由表面,并对突嘴深槽组合地形产生的泡漩水流场进行了数值计算,计算结果与实测资料吻合良好.     

正态模型泡漩水相似性研究

到目前为止，对泡漩水险滩的整治主要采取现场观察、工程实践经验和河工模型试验相结合的办法。因此。泡漩水模型试验的相似性显得尤为重要．笔者通过不同尺寸的水槽概化模型试验，对泡漩水的相似性进行了研究，试验结果表明，正态模型泡漩水流的泡高、水深、流速和流态是相似的．     

掺气分流墩三维流场数值模拟

采用RNGk-ε三维紊流模型和VOF方法,1:1几何建模,对柘林水电站左岸泄洪洞下游掺气分流墩的三维流场进行了数值模拟.在与原型观测试验对比验证的基础上,对该流场的流态、水面、流速分布和压强分布进行了分析.结果表明:流态模拟正确,水面、流速与原型观测结果均能较好吻合;联合作用下的流场,在三维涡体的形成、增强掺气效果和空化空蚀的防止等方面均明显优于无掺气分流墩的流场;三维涡体主要由两股入水主流与池内前部淹没水跃的水体相互摩擦形成;被抛向高空的水翅在下落入水时卷入大量空气,具有较深穿透力,使得波动坎及坎下区域充分掺气,从而破坏空化,防止空蚀.     

攻击角对涡产生器式管片换热器换热影响的数值分析

通过数值模拟的方法,研究了涡产生器攻击角在15°~45°之间变化时对错排圆管管片式换热板芯换热与阻力特性的影响.分析了不同攻击角的涡产生器强化板芯的局部对流换热系数、横向平均Nux以及平均对流换热系数、阻力系数的变化规律,为进一步提高换热器换热性能提供了理论依据.     

串列双方柱绕流的数值模拟

采用有限体积法,利用RNG k-ε模型对雷诺数Re=22 000情况下二维串列双方柱绕流进行湍流数值模拟。着重研究了不同的方柱间距比时上下游方柱所受到的阻力、升力与涡街特性,以及各方柱后尾流的变化情况。计算结果表明:上游方柱受力明显大于下游方柱,但两方柱脉动频率几乎相等,而升力有较大差别;下游方柱所受阻力沿水流方向随着间距的增加而增大;受上游方柱尾流作用,下游方柱升力增加,脉动较单柱情形时明显变大;分析了不同间距下流场的演变情况。     

类客车体绕流场的数值模拟

应用计算流体力学专业软件ＰＨＯＥＮＩＣＳ,从雷诺时均Ｎ－Ｓ方程出发,采用ｋ－ε湍流模型,对类客车体外型的三维绕流场进行数值模拟,着重研究了后体收缩尾段的上表面倾斜角对底部流动的影响。     

基于一、二维水动力耦合模拟的三峡库区溢油预测模型研究

随着三峡库区通航条件的改善和船舶流量的不断增加,库区水上溢油风险形势日益严峻.文中以一维圣维南方程和二维EFDC模型为基础,实现了一维、二维水动力的耦合模拟,而后结合油粒子漂移扩散模型设计了一个适用于三峡库区水上溢油预测模型.在此基础上对175m水位的万州段长江干流的假想溢油事故进行了进行模拟,初步检验了溢油预测模型的效果.     

高温气流中丝网除水特性数值研究

为提高喷射水雾冷却烟气的效果,对烟气、水蒸气和液滴的高温混合气流中丝网除水过程进行了数值计算,对获得的单层丝网的除水效率和阻力特性进行了分析.研究表明,烟气流速为10m/s时,算例中丝网对初始直径大于50μm的液滴的除水效率相对较高;排气管路中的丝网仅能将气流中未蒸发的较大液滴除去,对水蒸气和细小液滴的分离效果甚微;增设丝网后,排气阻力的增加在许可范围内,在柴油机排气管路内增设单层丝网除去水雾液滴具有一定的可行性.     

完全强迫下夏季黄东海环流三维高分辨数值模拟

在多年的观测资料基础上，以月平均大气风应力、边界流输送、温盐斜压效应、潮汐、长江口径流等作为强迫条件，对黄东海环流的结构进行了3D数值模拟，探讨了各因子对主要流系的动力学作用．完全强迫下的数值模拟再现了夏季黄东海主要环流流系的基本特征．夏季温盐场出现层化，垂直运动较冬季强，是夏季黄东海总的环流结构形成的重要因子；黄海海域存在一明显的逆时针的气旋式环流，潮汐作用对这一气旋状环流有直接贡献；风场的作用较冬季小。但对于一些表层环流(特别是黄海表层北向的表层流)的形成仍有一定作用；台湾暖流是对马暖流的主要来源；黄海冷水团形成有潮致环流作用的成分；与冬季一样，在黑潮北端、日本岛附近有一地形诱导的气旋状环流．     

高水头大流量泄洪隧洞体型优化数值模拟研究

采用VOF法和k-ε紊流模型相结合对金沙江溪洛渡水电站3#泄洪隧洞泄洪过程进行了数值模拟,针对设计体型存在的第二、第三级掺气坎的掺气空腔长度和高度偏小,龙落尾段的水流流速过高,空化数局部偏小的问题,优化了泄洪隧洞奥奇段体型,调整了掺气坎的布置,使泄洪隧道压强分布更趋均匀,空化数分布趋于平稳,从而改善了泄洪隧洞水流的空蚀空化特性。同时增大了掺气空间,加大了泄洪隧洞的掺气保护长度。     

危岩主控结构面损伤—断裂数值模拟研究

危岩是迄今研究程度极其薄弱的地质灾害类型，而主控结构面受荷损伤断裂扩展过程是危岩发育机理研究的核心技术．本文通过对主控结构面裂端损伤区范围确定及损伤区损伤材料参数的求解，运用有限元数值模拟方法对天然状态工况、持续暴雨工况及地震工况进行了数值模拟，获取了不同工况主控结构面的断裂韧度富余系数，与危岩体的稳定系数具有良好的一致性。     

轴流泵的三维造型与数值模拟

为实现轴流泵三维模型的自动生成，提出了基于AutoCAD与VB的参数化建模方法，基于AutoCAD的COM编程接口，通过数据对象创建数据库连接，以VB为编程语言，实现了轴流泵叶轮的参数化三维建模，采用雷诺平均Navier-Stokes方程和标准k-s模型以及SIMPLEC算法，对轴流泵叶轮内流场进行了数值模拟，并基于模拟结果对轴流泵水力性能进行了预测，结果表明，数值模拟可以预测轴流泵的性能，为水力设计提供参考。     

土水特征参数对蒸发面发展影响规律数值模拟研究

基于PDV水气热耦合模型,采用地表能量平衡的边界条件,对土体蒸发过程进行多物理场耦合数值模拟,分析土水特征参数n对蒸发面在地表浅层土体内的动态发展影响规律及原因.研究表明:n较大时蒸发面在土体内以蒸发面窄条形式向深处发展,窄条宽度基本不变;n较小时蒸发面上边界长时间位于地表,其下边界随时间持续向深处发展,蒸发面范围随时间持续越来越宽;蒸发面以蒸发面窄条形式发展时,窄条下边界含水率有返潮增大现象;另一种发展形式蒸发面附近土体含水率随时间单调减小;在1.2n1.6范围内,随蒸发率减小,蒸发面形式会从蒸发面窄条最终转换为另一种形式;蒸发面以蒸发面窄条形式发展时,其在地表浅层的发展速度随n增加而减小;蒸发面以另一种形式发展时,若蒸发面上边界位于地表,其下边界发展速度随n增加而增大.     

三维气泡运动的数值模拟

文章基于VOF模型,借助FLUENT软件,对单个三维气泡在近自由面运动进行了数值模拟。采用了VOF的PLIC界面重构方法,追踪气泡运动过程中气泡表面的变化。监测了气泡上升速度变化以及气泡运动对自由液面的影响。通过对直径不同的气泡数值模拟,得出了气泡运动的一些基本规律。本文数值模拟结果与实验值对比分析,三维数值模拟数据与试验结果吻合较好。     

夏季中国海海流系统的高分辨率数值模拟

以最新的三维斜压海洋模式POM2K为基础，考虑了海底地形、边界水交换、海面风应力、海面热通量等多方面影响后，对中国海(渤、黄、东、南海)环流结构进行了高分辨率的数值模拟．结果显示：中国海的夏季环流在强季风强迫和黑潮驱动下，具有显著的西边界流特性；中国陆架海北部受黄海冷水团控制；黑潮在巴士海峡处有反气旋式弯曲，并与东北向的南海风生流发生较强的混合，形成的“巴士海峡混和水”是偏西向流和台湾暖流的海水源和重要驱动因子；南海北部存在一个拐角式逆时针旋涡；南海南部呈现双涡结构．     

混凝土劈裂试件断裂过程的数值模拟

将Duan—Nakagawa模型解析得到的断裂过程区上的应力和位移场转化为节点上的无体积、无长度的虚拟弹簧代替拉应变软化曲线，对混凝土劈裂试件的断裂过程进行有限元数值分析。在算例中，把裂纹尖端张开位移与材料的极限抗拉强度作为控制裂纹扩展过程的参数，模拟了混凝土劈裂试件起裂、扩展、破坏的全过程，与试验结果吻合良好。     

桨叶剖面旋涡发放数值模拟研究

基于任意拉格朗日—欧拉方法(ALE),根据某发生唱音问题的螺旋桨的实际数据,截取螺旋桨在0.7R处的桨叶剖面为研究对象,建立该剖面与流体相互作用的三维单层网格有限元模型,并对桨叶剖面的旋涡发放现象进行研究,然后将旋涡发放频率的数值计算结果与经验公式结果和实测结果进行对比,重点分析了桨叶剖面的结构响应。数值模拟结果表明,桨叶剖面叶背和叶面都产生旋涡脱落现象,数值计算得到旋涡发放频率与实测值接近,桨叶结构存在应力集中区域,应力集中的位置和峰值变化规律与旋涡发放现象有关。     

纯有机聚合物铁磁体模型的数值模拟研究

本文用一个理论模型描述共轭有机铁磁体，考虑л电子的巡游性电子-电子关联作用，在平均场理论和Hartree-Fock近似下，建立了组自治方程计算Л电子能级结构。结果显示能级 相对自旋是分裂的，系统基态是一个稳定的铁磁态。     

气体-水-辅助注塑成型充填过程的数值模拟研究

针对气体-水-辅助注塑成型(GWAIM)这一新型工艺,采取数值模拟技术对其充填过程进行研究.建立该工艺充填过程的数值模拟模型,采用Cross-WLF黏度模型,利用流体体积法实现对自由界面的追踪,系统研究了穿透过程及温度演变、工艺参数对GWAIM工艺制件残余壁厚的影响及工艺优化.结果表明:GWAIM工艺直管制件的残留壁厚...