用CLE法数值模拟MPC排气系统的三维流动

用任意拉格朗日－欧拉（ＡＬＥ）法模拟ＭＰＣ模件三分支联接的流动,解决了三分支联接区域的三维贴体网格生成问题。利用激光多普勒测速仪测量了矩形截面三分支联接实验件的三维速度场,验证了所编程序的可靠性。以某型发动机的ＭＰＣ排气系统为例,数值模拟了ＭＰＣ模件三分支联接的三维定常湍流流场,从获得的流动特性分析了引起排气能量传递损失的主要因素。     

ALE方法在燃烧室中的数值模拟研究

在数值模拟中,ALE(Arbitrary Lagrange-Euler)方法是Euler方法和Lagrange方法的结合,既能处理畸变较大的流动,又能准确描述流体内部的运动。本文运用ALE方法对固体火箭发动机燃烧室的流场进行了二维数值模拟计算,流体运动通过原始变量Navier-Stokes方程描述,压力采用Poisson方程形式,运用有限差分的方法对计算区域进行四边形单元的网格划分,在Linux操作平台上编写计算程序,验证了ALE方法适用于固体火箭发动机燃烧室流场分析,为固体火箭发动机的内流场仿真提供了一个直接求解的新思路。     

基于ALE有限元法二维液体晃荡的数值模拟

随着各类液货船的不断增加,晃荡现象在船舶与海洋工程领域引起了广泛的关注.文章从不可压粘性流体的N-S方程组出发,运用任意拉格朗日(ALE)有限元法对水平激励下的二维液体晃荡现象进行了数值模拟.首先通过计算值与解析解的比较,验证了数值方法的有效性,进而分析了激励振幅、激励频率对晃荡现象的影响,最后计算了作用于壁面上的力和力矩.     

增压直喷柴油机螺旋进气的三维模拟

用三维数值模拟的方法研究某四缸直喷柴油机实际增压条件下螺旋进气道的进气过程，并考虑了气体的可压缩性。分别对不同气门升程下气道中流场分布、流量系数以及涡流比的变化进行了分析。指出当进气速度大于当地音速时应对流量系数的计算值进行修正，并与稳态试验结果对比，结果吻合良好，为研究增压进气过程对性能与排放的影响提供了参考。     

增压直喷柴油机螺旋进气的三维模拟

用三维数值模拟的方法研究某四缸直喷柴油机实际增压条件下螺旋进气道的进气过程,并考虑了气体的可压缩性.分别对不同气门升程下气道中流场分布、流量系数以及涡流比的变化进行了分析.指出当进气速度大于当地音速时应对流量系数的计算值进行修正,并与稳态试验结果对比,结果吻合良好,为研究增压进气过程对性能与排放的影响提供了参考.     

汽车空调箱内空气流动的数值模拟研究

建立了汽车空调箱的数学模型,与换热器的单体吹风实验结合,采用多孔介质模型计算了空气在蒸发器与暖风芯体间的压力降。通过分析换热器内部速度场、压力场,揭示了空气在空调箱内的流动特性。结果表明：由于蒸发器迎风面积较大,蒸发器侧的压力损失不高,而在暖风芯体处,由于通道扩张不充分,芯体处的速度场不均匀,流体在箱体边缘发生了回流,降低了芯体的换热效能。在出口处,存在较强涡流,是空调箱阻力的主要来源。     

闸门开启过程中水体流动的数值模拟

为了预测水坝，船闸等上下游水流的运动规律，本文采用流体体积（ＶＯＦ）法，就水利工程中常见的闸门开启过程中的水体流动现象作了数值模拟。计算值同ＭＡＣ法进行了比较，结果令人满意。     

旁通增压系统动态性能研究

用数值模拟方法对旁通增压系统的动态性能作了研究，着重考察了旁通阀以不同规律启闭时增压系统各主要参数的响应情况，探讨了当柴油机负荷突变时由于旁通阀响应滞后而可能出现的问题。本文的研究助于揭示该增压系统的动态特性，为柴油机的优化控制系统设计提供了依据。     

绕船体自由面周围三维粘性流场的数值模拟

本文采用有限体积法通过求解不可压缩的雷诺平均(RANS)方程数值模拟了包括兴波的三维船体周围的粘性流场,湍流模式使用了子网格尺度模式(SGS)和Baldwin-Lomax模式相结合的混合模式.对于自由表面的处理,采用了任意拉格朗日-欧拉方法,网格为不仅与物体表面贴体,而且与自由表面贴体的动网格,即随着自由表面的变化要不断地重新划分网格.虽然此方法需要很长的计算时间,但能较好地描述船体的兴波情况.本文计算了系列60船模在Fn=0.316,Re=1.9×106时带自由面的粘性流场,计算结果与试验结果吻合较好.，An finite - volume method solving of incompressible RANS Equations is developed for the numeri-cal simulation of three - dimensional viscous flow with free - surface about a ship. A hybrid turbulence mod-el by combining the sub - grid scale (SGS) model and the Baldwin- Lomax model is used in this pa-per. The arbitrary - Lagrange - Euler formulation is devised for the treatment of free surface boundary condi-tion. The boundary - fitted coordinate system is fitted not only to the ship hull surface but also to the freesurface, so the computational grid is regenerated to follow the free surface deformation. Although this methodneeds spend much longer computational time, but it can fairly display wave pattern made by a ship. The nu-merical simulation has been carried out for viscous flow with free surface past Series 60 ship hull at Fn =0. 316, Re = 1.9 × 106. The computed results are in reasonable agreement with experimental measure-ments.     

内破裂的数值模拟与分析

应用气—波两相流理论，引入计算流体动力学方法中的SIMPLE（Semi—ImplictMethodforPressure－LinkedEquations）方程，并在此基础上进行改进，对压力筒内的内破裂现象进行了系统的研究。本文发展了一套不依赖于试验结果的预报方法，较之以前的理论研究结果有了长足的进展，所采用的模型与假设能用于多种内破裂状况的模拟与预报。本文对一典型的内破状态进行了数值模拟，结合物理现象对模拟结果进行了分析，并与试验作比较。分析结果以一组计算机所绘图形表示，输出结果可作为压力筒结构动力分析的基础，所研制的程序也可作为内破裂问题流—固耦合研究的一大模块。     

船舶横浪倾覆试验及其数值模拟

本文介绍船模倾覆试验的结果及其数值模拟。试验表明，在横浪情况下船舶因装载造成的横倾角，会大大增加倾覆的危险性。对这一结论进行的数值模拟与实测结果符合良好。     

船舶尾部流动与多个螺旋桨相互干扰的数值模拟

本文使用RANS方程，K－ε模型和螺旋桨升力面理论，通过力场模型将船舶尾部流动计算程序和螺旋桨性能预报计算程序耦合，用数值方法模拟了由多个螺旋桨驱动的船舶尾部流动的复杂结构和形态，初步探索了船尾流动与多个旋转螺旋桨之间的强烈相互作用。一个带四桨的船模作为数值例子。给出了计算结果并作了定性和定量的分析，与可用的试验结果作了比较，较为吻合。     

弹性船体波激响应时域过程的数值模拟

本文从入射波的波浪现实出发，用非线性水弹性积分─微分法进行船体运动和结构动响应的时间历程模拟，直接将试验测量结果与理论计算在时域内作比较，这有利于揭示砰击和上浪等非线性瞬态作用导致冲荡响应的力学机理。这种模拟及其验证方法避免了对理论和试验结果的统计特性进行比较时，因子样长度的限制和数据处理过程所带来的不确定性，比峰值比较更能说明波激响应数学模型的精确性和可靠性。     

基于SPH方法的耙吸挖泥船艏喷过程数值仿真

艏喷是耙吸挖泥船作业的典型方式,泥浆混合物喷射轨迹和距离的分析一直是研究的热点。本文基于光滑粒子动力学（SPH）方法,在ABAQUS中建立典型耙吸挖泥船喷嘴管段模型,模拟泥浆喷射过程,并获得泥浆喷射轨迹及出口速度、泥浆散落面积等关键参数。经过与理论分析公式比较,粒子法数值模拟可以更好的描述喷射动态过程以及对管道的作用力,研究结果可以为耙吸挖泥船施工以及设计提供参考。     

MSEMD排气系统扩压长支管定常流动研究

本文用数值方法研究了ＭＳＥＭＤ系统轴对称扩压长支管的定常流动特性。在贴体坐标系中用与时间相关的二维流动计算方法对湍流流动的控制方程进行了数值求解，用二阶ＭａｃＣｏｒｍａｃｋ差分方法处理内部节点，用二阶参考平面上的特征线法处理进、出口边界条件，并把计算结果与实测结果进行了比较，它们之间吻合得相当好。     

排气管内二维非定常流动的计算研究

为了优化设计排气管形状，本文研究了柴油机排气管内二维非定常湍流流动的计算，排气管与气缸交接处的边界条件由实验结出，湍流模型采用k－ε模型。计算了一根3缸模型排气管内排气流动变化，计算结果与实验结果吻合良好。该研究对排气管的形状设计有一定的应用价值。