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。     

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.     

低水头泄水闸消力池三维紊流数值模拟

结合某低水头泄水闸设计与试验资料,建立了用于研究泄水闸消力池三维紊流的网格模型,并利用标准k—ε紊流模型对典型工况进行了数值模拟,计算得到的流速分布与物理模型观测值较为吻合。在此基础上进一步用数模分析了消力池内流场流态、紊动能分布等水力特性,揭示出消力墩提高低弗氏数水跃消能效率、改善出池流速分布的机理,说明该数学模型能够用于研究低水头泄水闸消力池水力特性,为今后采用数学模型设计和优化此类工程提供了较好的参考。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

船闸闸墙长廊道输水系统闸室三维流场数值模拟研究

采用流场计算分析软件Fluent,在利用实测数据对数值模型进行验证后,建立三维数学模型模拟计算了船闸闸墙长廊道输水系统充水过程中的闸室流场,并对输水过程中闸室流场垂向演变规律进行了分析。研究表明:在尺度空间一定和各孔射流比较均匀的条件下,增加侧支孔的数量,漩涡数量增加,漩涡范围减小,有利于船体停泊。     

绕方柱流速度场的数值模拟

采用有限差分法 ,对雷诺数为 2 .2× 10 4 的三维绕方柱流的速度场进行了大涡模拟。运用时间分裂控制(Split Operator)法 ,将N S方程分为对流步、扩散步和传播步。对Smagorinsky假设在近壁区的发散问题用两层模型而非通常采用的WallDampingFunction进行处理。对流项用迎风 中心差分格式模拟 ,压力方程用SOR法迭代求解。计算得到的沿对称线的时均顺流向速度的计算结果与文献上的实验结果进行了比较 ,结果吻合较好。     

拖带船队撞击钢围堰防撞墩的数值模拟分析

拖带船队是京杭运河中的重要船型之一,运河中船桥相撞击事故时有发生.为了探讨拖带船队对运河桥梁桥墩的撞击作用,以便更好地设计运河桥墩的防撞设施,该文利用ANSYS/LS-DYNA软件建立了拖带船队和钢围堰填土防撞墩的有限元计算模型,模拟计算了拖船与防撞墩之间的撞击作用,得到了撞击力和撞击能量时间历程的合理规律,可供运河桥墩的防撞设施设计参考.     

SCR催化转化器内流场数值模拟与结构改进

利用计算流体动力学(CFD)软件,对结构改进前后的SCR催化转化器内流场进行了三维稳态流动数值模拟,对比分析了改进前后两种不同结构的催化转化器内流动特性。模拟结果显示:结构因素对催化转化器的内流动特性有很大影响,通过结构改进,减小了压力损失,使其内部速度分布和温度分布更加均匀。     

固液分离过滤器流场的数值模拟与分析

采用计算流体动力学（简称CFD）方法对过滤器的过滤单元——滤柱内的流场进行了模拟和分析,并改变边界条件和模型的结构,分析了其对流场的影响．结果表明,减小入口水流速度有利于颗粒在滤柱表面的均匀沉积;将出水口设置到罐体最上部,可以基本消除滤柱内的死水区,同时也增大了有效过滤面积,提高了过滤效率．     

火箭发动机推力室粘性流场数值模拟及实验

用时间相关法的显式格式,结合k-ε方程湍流模型求解氢氧火箭发动机燃烧室中的粘性化学反应流动,化学反应采用9种组分,5个主要反应的有限速率的化学反应模型,得到了流动参数与组分的质量分数在燃烧室中的分布情况.其结果同理论分析的结果相一致,对火箭发动机燃烧室的压力和推力室的推力在启动段、关机段进行了计算机数值仿真,并与该火箭发动机热试车参数进行了比较,仿真的结果与火箭发动机热试车试验结果非常一致,验证了仿真模型的正确性和运用数值模拟方法取代部分实际热试车试验的可行性及可信性.     

火箭发动机推力室粘性流场数值模拟及实验

用时间相关法的显式格式,结合k-ε方程湍流模型求解氢氧火箭发动机燃烧室中的粘性化学反应流动,化学反应采用9种组分,5个主要反应的有限速率的化学反应模型,得到了流动参数与组分的质量分数在燃烧室中的分布情况.其结果同理论分析的结果相一致,对火箭发动机燃烧室的压力和推力室的推力在启动段、关机段进行了计算机数值仿真,并与该火箭发动机热试车参数进行了比较,仿真的结果与火箭发动机热试车试验结果非常一致,验证了仿真模型的正确性和运用数值模拟方法取代部分实际热试车试验的可行性及可信性.     

队列行驶三辆汽车外流场的数值模拟

以智能车辆的MIRA简化模型作为研究对象,在自动控制的前提下,采用移动地面边界条件,对单车和队列行驶状态下的汽车外流场进行了数值模拟研究.分别获得了单车和各种行驶工况下的三辆汽车对称面的压力分布,队列行驶三辆汽车的压力分布与单车的压力分布相似,但是后两车前部的正压区明显减弱.对于等间距和不等间距2种行驶情况,改变车辆之间的距离来模拟多种状态.气动阻力的对比分析说明:队列行驶的三辆汽车,后两车的气动阻力都低于前车的气动阻力,而且平均气动阻力与单车相比均有了一定程度的降低.通过间距的改变分别进行数值模拟,获得了间距对前后行驶三辆汽车气动阻力影响的规律,为以后队列行驶的深入研究奠定了基础.     

队列行驶三辆汽车外流场的数值模拟

以智能车辆的MIRA简化模型作为研究对象,在自动控制的前提下,采用移动地面边界条件,对单车和队列行驶状态下的汽车外流场进行了数值模拟研究.分别获得了单车和各种行驶工况下的三辆汽车对称面的压力分布,队列行驶三辆汽车的压力分布与单车的压力分布相似,但是后两车前部的正压区明显减弱.对于等间距和不等间距2种行驶情况,改变车辆之间的距离来模拟多种状态.气动阻力的对比分析说明:队列行驶的三辆汽车,后两车的气动阻力都低于前车的气动阻力,而且平均气动阻力与单车相比均有了一定程度的降低.通过间距的改变分别进行数值模拟,获得了间距对前后行驶三辆汽车气动阻力影响的规律,为以后队列行驶的深入研究奠定了基础.     

绕流涡街及涡街流量计流场数值仿真

基于涡街理论,分别对圆形阻流体、正方形阻流体和三角形阻流体所形成的涡街场进行仿真研究,同时对三种阻流体对应的涡街流量计进行数值仿真,分析流量计中应变片对三种阻流体流场压力和速度的影响.结果表明,应变片改变了流场振荡的频率,三角形涡街流量计的压力损失最小.     

涡干涉的流动显示与数值模拟

通过流动可视化方法并结合数值计算模拟了两个不同旋转方向涡的干涉及其发展过程.结果表明:在靠近装有涡产生器(VG)壁面的截面上的涡的强度较大,远离壁面的截面上的涡的强度较小;不同旋转方向的两个涡系相互干涉时合成涡系的强度有减弱趋势,离装涡产生器表面较近的纵向切面上合成涡系的强度减弱程度较小,在离装涡产生器表面较远的纵向切面上合成涡系的强度减弱程度较大,中心切面上合成涡系的强度减弱程度居中.