三维平面混合层流场的

用拟谱方法对三维湍流混合层的流场进行了直接数值模拟,描绘了流场展向涡和流向涡的演变过程以及混合层的三维发展情况,对展向涡和流向涡的结构在演变过程的拟序特征进行了分析.为了验证混合层湍流直接数值模拟(DNS)的正确性和可靠性,将流场的模拟结果与前人的实验进行了对比,定量对比了流向涡湍流脉动速度和混合层涡量厚度等流动量.数值计算与前人实验的结果吻合良好,验证了直接数值模拟计算方法的正确性和可靠性.     

三维平面混合层流场的直接数值模拟

用拟谱方法对三维湍流混合层的流场进行了直接数值模拟，描绘了流场展向涡和流向涡的演变过程以及混合层的三维发展情况，对展向涡和流向涡的结构在演变过程的拟序特征进行了分析。为了验证混合层湍流直接数值模拟(DNS)的正确性和可靠性，将流场的模拟结果与前人的实验进行了对比，定量对比了流向涡湍流脉动速度和混合层涡量厚度等流动量。数值计算与前人实验的结果吻合良好，验证了直接数值模拟计算方法的正确性和可靠性。     

基于STAR-CCM+的窗机空调离心风机降噪研究

文章利用数值模拟的方法对离心风机的流场特性进行仿真,对其气动噪声进行模拟,获得了原模型风机的流场特性和气动噪声特性,并通过实验验证了数值模拟的正确性;根据计算结果,对原模型风机进行了优化设计,提升了离心风机的气动性能,降低其气动噪声,并进行实验测试了原模型与改进离心风机的性能,最终室内侧离心风机噪音降低3.5dB。     

龙头桥水库溢洪道流场数值模拟及优化研究

龙头桥水库溢洪道在实际运行过程中,泄槽段内出现了较为严重的水冠和折冲水流现象。针对该问题,本文基于物模实验和数值模拟相结合的研究方法:建立溢洪道三维结构模型,运用RNG k-ε紊流模型、修正的Simple算法和VOF多相流方法,对溢洪道流场进行数值模拟;运用物模实验对溢洪道的泄流能力、水面线、流速和堰面压力等水力特性数模结果进行验证分析,两者吻合较好。通过对溢洪道流场分析,得到水冠和折冲水流的特性和发生位置,最终从中墩厚度和尾墩型态进行优化,多组方案的数模和物模实验结果表明,优化结果良好。     

燃烧室三维流场数值模拟中伪扩散问题的研究

从理论分析、数值试验和实例模拟三个方面分别研究了锅炉燃烧室三维流场数值模拟中出现的伪扩散问题,探讨了伪扩散产生的机理、不同差分格式对伪扩散的影响、以及伪扩散对四角切圆燃烧锅炉燃烧室流动模拟精度的影响。模拟过程中运用了k-ε双方程湍流模型和SIMPLER算法。最后对HG-2008／18.2-HM3型锅炉的冷态试验台进行了实例模拟。模拟结果表明模拟数据与实验数据符合较好,采用适当的高阶差分格式可以减小伪扩散在三维流场数值模拟中的影响,提高模拟结果的精度。     

直接数值模拟三维气固两相混合层中颗粒与流体的双向耦合

该文对随时间发展模式的三维气固两相混合层中颗粒与流体的双相偶合作用进行了直接数值模拟。气相流场采用拟谱方法对N—S方程组进行直接求解，计算颗粒场时，选取Stokes数等于5的颗粒，采用Lagrangian方法跟踪其运动。重点考察了颗粒相与流体相间的相互作用，分析了不同质量携带率的颗粒对流场特性的修正以及对颗粒扩散的影响。模拟结果表明：混合层流动在考虑颗粒的反作用时大涡结构的卷起和配对仍然占支配地位：颗粒延滞了混合层中大涡结构的发展，降低了大涡结构的长度尺寸；在大涡卷起过程中，颗粒会衰减气相湍流的能量，衰减的程度随颗粒质量携带率的增大而增大。而在大涡配对过程中，颗粒使气相湍流的能量增加，并且增加的程度随颗粒质量携带率的增大而增大。此外，颗粒的出现，增加了流体的混合程度，削弱了颗粒在流场中的扩散程度。     

温排水水槽试验与平面二维、准三维及三维数值模拟的比较

平面二维(简称"二维")、分层三维(简称"准三维")和三维模型是温排水数值模拟中的重要工具,但三种模型在温排水研究中的关键参数和模拟效果还缺乏系统研究。本文以人工气象试验厅内开展的温排水水槽试验为研究对象,分别采用常用二维、准三维和真三维模型进行了数值模拟,并与水槽试验结果进行对比。研究表明:三种模型的关键敏感参数为网格精度、广义黏滞系数和广义热扩散系数。二维和三维远区模拟效果相近;浮射流近区流场和温度场的卷吸掺混三维特性明显,三种模型模拟效果存在差异:准三维模型与三维模型相比,射流动量模拟不足,水温垂向梯度偏小,回流区位置和尺寸捕捉精度略低,在温升面积、形态等方面的模拟效果差于三维模型。     

强制对流烤箱预热阶段的流场和温度场特性研究

在实验数据验证数值模拟结果可靠的基础上,采用数值模拟方法对比研究了不同风扇位置的强制对流烤箱预热阶段的流场和温度场分布特性.结果显示:风扇后置式对流烤箱的流场分布呈现出关于风扇中轴线对称的特性,在风扇的吸气气流的挤压作用下,出风气流会首先到达腔体壁面附近,使得壁面处易出现与涡流尺度相当的高温区域.风扇顶置式对流烤箱的流场中易形成中部大尺度气流旋涡,风扇的出风气流绕中部旋涡流动,温度场则呈现出中间低、四周高的分布特征.且后置式烤箱的竖直平面温差更小,顶置式烤箱的水平平面温差更小.研究结果为对流式烤箱的风扇位置选择及温度场均匀性的改善提供了有益参考.     

家用吸尘器风机性能的数据模拟研究

1引言 由于吸尘器内部流场的复杂性,采用CFD技术很难对其流场进行准确的模拟,因此工业工程上的研究还不是很多.本文利用商业CFD软件对家用吸尘器风机性能进行了数值模拟研究,并给出了完整的风机性能曲线.数值模拟结果和实验结果吻合得较好.     

600MW锅炉冷态空气动力场数值模拟研究

针对某电厂600 MW四角切向燃烧锅炉,建立其三维物理模型及冷态流场κ-ε数学模型,结合冷态性能试验,利用CFD软件平台模拟炉内空气动力场。在设计工况下数值模拟结果与冷态试验结果基本一致,验证了所建数学模型的正确性和可靠性。同时还模拟了其余3个工况,得到的结果都较为合理。为进一步完善锅炉冷态空气动力场试验和进行热态燃烧调整试验提供理论依据。     

Experimental study of the detachment and the reattachment of an airflow along an inclined wall controlled by a surface corona discharge-application to a plane turbulent mixing layer

This paper analyzes experimentally the ability of an electrohydrodynamic actuator to modify the properties of a plane turbulent mixing layer in the wake region of an inclined flat plate (expansion corner). The experiments consists of applying a surface corona discharge established between two electrodes flush mounted on the surface of the test profile. Two cases are investigated. First, one considers the application of the corona to an airflow which is naturally detached at the trailing edge of the test profile and the experiments is repeated with an airflow naturally attached. In this paper, the behavior of the discharge with free air stream up to 35 m/s and measurements by particle image velocimetry for a velocity range from 6 to 16 m/s are presented. The results show that: 1) the discharge regime depends on the free air stream velocity; 2) when the airflow is naturally detached, the corona discharge allows increasing the velocity and the thickness of the mixing layer; 3) when the airflow is naturally attached, it is possible to reduce the velocity and to increase the thickness of the mixing layer; and 4) using a pulse discharge, one observes that the effect of the actuator on the mixing layer is different according to the discharge frequency.     

淹没植被浅水明渠流的非对数流速分布规律

随着对生态环境的日益重视,有关植被的水力学研究近年来进展迅速.对于淹没植被,现有的研究一般认为植被表层水流仍满足对数分布.但在浅水情况下,表层水流流速明显偏离对数规律.本文首先通过改变表层水深、植被杆径和密度,开展了淹没植被浅水明渠流多工况水槽实验,并运用激光多普勒测速仪对垂线流速分布进行了测量;然后结合Prandtl...     

旋转气冷涡轮三维流场的实验与数值研究

采用k-e湍流模型对气冷涡轮在静止和旋转2种工况下三维流场进行数值计算，并与PIV测量结果进行对比。计算得到射流和主流的掺混区域三维速度以及射流尾迹区二次流动，k-e湍流模型的计算结果与实验基本吻合。与静止涡轮流场相比，旋转状态下涡轮内部流场中存在的离心力、哥氏力的作用使射流与主流掺混流场三维速度发生改变，其中径向速度的改变明显。计算和实验结果表明，旋转对气冷涡轮叶片压力面侧流场的影响大于吸力面。同时，吹风比增大使射流与主流掺混流场区域以及射流尾迹区的范围扩大。     

Hydraulic resistance of plane channels and annulus with different roughness on opposite walls

A new method for prediction of hydraulic resistance for a turbulent flow in plane channels and annulus is proposed. In spite of the importance of this issue, only very few publications devoted to the investigation into hydrodynamics in these channels are available, and there are no methods for predicting hydraulic resistance of a flow in these channels at all. The flow in channels with different roughness on the walls is described using the Prandtl semiempirical theory of a turbulent boundary layer. The flow in a channel cross-section is divided into two noninteracting layers of different thickness flowing along the walls with different roughness. The basic balance correlations are derived for a plane channel. To match the velocity profiles of both layers at the interface point, a logarithmic velocity profile is used. This yields a closed system of equations for predicting hydraulic resistance in plane channels with a given different roughness on opposite walls. It is demonstrated that the obtained correlation may be used for predicting hydraulic resistance in annulus as well. Experiments were carried out with a water flow in an annulus. Each annuli consisted of a pipe having a smooth wall into which a rod with artificial roughness on the surface was inserted coaxially. Two types of roughness were investigated: trapezoid and threadlike ones. Comparison of the predictions with the experimental data confirmed the validity of the proposed method. It can be used in designing flowpaths of various power installations.     

气固两相湍流射流中颗粒的统计特性

为了进一步揭示气固两相湍流射流中颗粒的扩散机理，在对流场进行高精度直接数值模拟的基础上对颗粒进行了统计研究。跟踪颗粒轨迹时，在拉格朗日框架进行，统计颗粒的平均速度时采用欧拉方法。结果显示，颗粒的流向平均速度剖面呈高斯分布，而横向平均速度剖面则呈正弦分布。其中Stokes数为1的中等颗粒的速度较低，Stokes数为0．1的小颗粒的速度分布较宽，而Stokes数为8的大颗粒在射流中心区的速度较高。颗粒速度分布的不同导致颗粒不同的浓度分布和扩散方式。     

棉秆在循环流化床中燃烧特性的实验研究

该文介绍了长度为10~100 mm棉秆与弱酸性床料的混合流化特性，主要研究流化风速和棉秆与床料不同配比对混合均匀度的影响。实验结果表明，10~100 mm棉秆与一定粒径分布的床料，质量配比为1~2%，流化数N>3时，能较均匀地混合流化，但流化数N> 7时，混合均匀度有所降低。棉秆与床料配比对混合均匀度也有影响，棉秆的质量配比越小，混合得越均匀，所以设计循环流化床锅炉时流化风速、静止床高要选择合理。在0.5 MW CFB实验装置上研究了纯棉秆燃烧时，流化速度、二次风率和棉秆给料量对炉内温度场分布的影响，结果表明，根据CFB实际运行参数，当流化速度为4~4.5 m/s时，尽管此时混合均匀度有所降低，但并没有影响到密相区稳定燃烧，其温度能够维持在830~870 ℃。实验后放出的底渣没有出现烧结现象，基本保持原来的形貌，说明弱酸性床料能够适合棉秆循环流化床燃烧。     

横流中湍流射流的数值研究

为探索横流中湍流射流的穿透性和流场基本特征，分别采用大涡模拟和标准k-e 湍流模型计算了射流速度比率为10的横流中圆管湍流射流，对射流速度为50 m/s的雷诺数为16600。大涡模拟获得的射流中心轨迹与试验数据基本一致，同时捕捉到了射流上游的开尔芬-亥姆霍兹不稳定性引起的剪切层涡卷、始于近场并主宰远场的逆向旋转涡对和垂直上升尾涡。计算表明，逆向旋转涡对并非严格关于射流中心平面对称，而是随时间左右摆动，与试验结论一致。标准k-e 湍流模型得到的逆向旋转涡对严格关于射流中心平面对称，同时不能获得射流上游的剪切层涡卷和垂直上升尾涡。     

宽粒径分布流化床的微观尺度模拟与分析

采用计算流体力学-离散单元(CFD-DEM)耦合方法对三维宽粒径分布流化床进行数值模拟研究，对比了两种不同表观气速下流化床内颗粒的分离和混合情况，并对计算结果进行了详细分析。在宽粒径分布流化床内，存在不同程度的颗粒分层现象。当表观气速较低，处于最小颗粒的最小流化速度与最大颗粒的最小流化速度之间时，会出现明显的分层，整体上为大颗粒在下、小颗粒在上的分层结构，而当表观气速较高，大于最大颗粒的最小流化速度时，床内不再出现明显的分层现象。最后对两种不同表观气速下床内颗粒的分层和混合的详细运动行为进行了分析和讨论。     

用声弹性法对平面应力场进行应力分析的研究

本文利用纵波及横波的声速改变与平面应力状态主应力和及主应力差成比例的原理,对热套圆盘预制的平面应力场进行了声弹性试验应力分析。并将试验结果与理论计算结果作了比较,同时还针对声弹性法目前存在的主要问题提出了改进意见。