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。     

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.     

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。     

隧道开挖三维有限元数值模拟分析

围岩及支护结构的位移、应力分布变化规律是隧道开挖是否安全的评价标准。针对隧道开挖计算的复杂性,采用有限元对其建立三维数值模拟。利用ANSYS对隧道开挖过程进行模拟,得到支护结构的位移、应力分布变化规律。数值计算结果表明,竖向最大位移发生在拱顶处,而支护最大压应力出现在拱腰。     

渤海三维潮流数值模拟

采用Leendertse三维非线性分层模式对渤海的M2和K1分潮进行了数值模拟，探讨各分潮的最大流速、最大流速方向及其发生的时间，找出在渤海的分布变化规律及其随水深的变化情况，其计算结果与实际拟合良好。     

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。     

CNG发动机工作过程的三维数值模拟

对一台CNG发动机，包括气相流动、燃烧过程在内的发动机工作循环进行了三维模拟计算．用移动网格来模拟气门和活塞的运动，采用分块划分技术形成计算域的整体网格，微分方程的求解基于AVL FIRE程序．根据计算结果，分析了进气道及缸内流场的演变规律、缸内温度场及NOx的形成情况．     

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。     

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．     

基于Swift的汽车外流场三维数值模拟

利用计算流体力学（CFD）方法,借助仿真模拟软件Swift对高速轿车外流场进行数值计算,得到轿车三维速度矢量分布图和纵向对称面内的压力系数分布图,并将计算结果与其他软件的计算结果进行对比,结果吻合较好。     

圆形桥墩紊流范围数值研究

合理布置桥区航道对于船舶在桥区的安全航行非常重要.桥墩的紊流范围是布置桥区航道时要考虑的一个重要指标.文中分析了顺直航道圆形桥墩紊流范围的相关主控因素.通过设置主控因素的序列数据,数值模拟计算并经回归分析,得出了顺直航道圆形桥墩最大紊流范围的经验表达式.研究结果表明,桥墩最大紊流范围与水面流速和桥墩直径密切相关,且流速和桥墩直径越大,桥墩紊流最大范围也越大.     

三维封闭方腔自然对流换热的数值模拟

利用非交错网格上求解三维不可压缩Ｎ－Ｓ方程方法，对三维封闭方腔自然对流换热问题进行了数值模拟，并得到了Ｒａ数为１０＾３￣１０＾６的方腔内自然对流的流型和传热场信息，文中给出了计算结果及比较。     

泥石流与主河交汇区三维数值模拟

依据流体力学和非牛顿流体力学原理,建立了交汇区混合流运动方程,分析并提出了双场交汇计算的耦合模型,主要包括数值计算方法、交汇区流变关系和泥沙沉降关系.通过计算表明,该三维耦合计算模型能与实测资料相吻合,并能详细刻画交汇区泥沙浓度分布规律及主河水位的变化.     

地铁车站深基坑变形规律的三维数值模拟分析

以西安地铁某大型车站深基坑工程为背景,采用现场监测与三维数值模拟相结合的方法,研究了开挖过程中地铁车站深基坑的变形规律。结果表明,围护桩的变形直接关系到基坑的稳定和安全;开挖使得基坑周围土体下沉,地表沉降呈抛物线型;计算结果与监测结果基本一致,运用FLAC3D数值计算方法研究深基坑的变形规律是可行的、可靠的。     

泥石流与主河交汇区三维数值模拟

依据流体力学和非牛顿流体力学原理,建立了交汇区混合流运动方程,分析并提出了双场交汇计算的耦合模型,主要包括数值计算方法、交汇区流变关系和泥沙沉降关系.通过计算表明,该三维耦合计算模型能与实测资料相吻合,并能详细刻画交汇区泥沙浓度分布规律及主河水位的变化.     

断层破碎带隧道施工过程的三维数值模拟

断层破碎带隧道围岩稳定性差,为了解超前小导管注浆加固围岩的效果,对隧道的开挖过程进行了三维有限元数值分析,数值计算结果和隧道拱顶下沉量测结果都证明了所选预加固措施的有效性,保证了断层破碎带隧道施工的安全。     

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。     

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     

武汉阳逻水道三维流场数值模拟试验研究

采用曲线正交网格处理复杂边界问题,在环境流体动力学模型的基础上,建立了长江流域武汉阳逻水道段水流模型,对该区域拟建设的武汉阳逻港区在建设前后的水流流态进行数值模拟,并结合模拟的结果提出合理化的建议。