多孔横向紊动射流涡量场的数值分析

应用realizable k-ε紊流模型并结合SIMPLEC算法，分别对单圆孔、双圆孔和四个圆孔的涡量场进行了数值模拟，近壁区流动的处理采用两层模型的壁面函数法，计算得出了不同工况下的剪切层涡、马蹄形涡和反向涡旋对(CVP)。结果表明：在多孔射流中，由于前面射流的遮挡作用，使得后面射流剪切层涡发生的位置升高；在多孔射流中，当多股射流合并为一股新的射流之后，才出现马蹄形涡的雏形，并最终发展成为马蹄形涡；剪切层涡的破裂导致CVP的形成，马蹄形涡和尾迹涡都影响CVP的发展。当多股射流合并为一个新的射流之后，CVP的形状才逐渐发生变化并趋于规则。     

气膜冷却流场的大涡模拟

采用LES(大涡模拟)对单个圆形喷孔横向紊动射流流动进行了数值研究，模拟了吹风比M=2.0工况下的不同截面上的涡量随时间发展变化的过程,并对各种涡的流动机理进行了分析。结果表明：对称面的正反涡和垂直截面的马蹄形涡的两翼交替周期性地脱落成新的涡；由于尾迹涡的进入，在近下游X/D<4.0区域内，反向涡旋对的旋涡强度沿流向没有明显衰减，而在 X/D>4.0的区域，其旋涡强度沿流向单调衰减；反向涡旋对的正反向涡旋形状不对称，且正向涡旋里夹有反向旋转的涡，反向涡旋里夹有正向旋转的涡。     

横向极板电收尘器流场的数值模拟

对横向极板电收尘器内三维流场进行了数值模拟，流场模拟采用k-e 双方程模型，SIMPLE算法。利用有限体积法对计算区域进行离散，几何模型的网格划分采用GAMBIT前处理软件，收尘器内部流场的数值模拟采用流体计算软件FLUENT。计算结果与实测数据的对比证明所采用的方法是合理的。对不同异极间距和隙宽比下的流场均匀性进行了对比，得出最佳的配置是异极间距250mm，隙宽比为0.2。在此配置基础上，对横向极板电收尘器的流场和粒子轨迹进行了模拟。计算结果可以为电收尘器设计和工业应用提供参考。     

多股水平淹没射流水垫塘流场数值模拟

水垫塘三维流场的研究是深入研究消能机理的基础 ,多股水平淹没射流水垫塘作为一种新的消力池型式 ,其水垫塘内水流流态特征是研究者最为关心的问题之一 ,本文对向家坝多股水平淹没射流水垫塘的三维流场进行了数值模拟 ,将计算的消力池底板压强及流速与实测结果进行了对比 ,计算值与实测值吻合较好 ,计算的消力池内三维流场与实验中观察到的流态及理论分析结果吻合很好 ,结合流场特性分析了试验和计算中发现的中孔射流冲击点比表孔射流冲击点更远的原因 ,分析了中孔之间不存在稳定的、明显的、贯穿的“马蹄涡”及其原因。     

膜式省煤器管间流场的数值分析

对膜式省煤器管间流场分布进行了数值模拟,并就膜式省煤器对流管束的排列方式、管径及管间距的不同进行比较,利用流场速度分布图结合理论分析,直观比较各种方式的优缺点,为设计和选择合适的膜式省煤器结构提供参考.     

HP中速磨煤机流场数值模拟分析

介绍了 HP中速磨煤机的工作原理,构建了 HP中速磨煤机的计算模型,对HP中速磨煤机的流场进行了数值模拟分析.通过数值模拟分析,得到了 HP中速磨煤机的内部整体流场和叶轮流场随叶轮装置导向板角度的变化情况,为HP中速磨煤机的结构改进提供参考.     

旋转叶片气膜冷却效果的数值研究

采用数值模拟方法研究了静止和旋转涡轮叶片表面不同工况下的气膜冷却效果,计算给出了吹风比M=1.0、1.5等工况下静止和旋转叶片压力面、吸力面的气膜冷却效率,以及不同射流孔下游的气膜冷却效率,并分析了旋转和吹风比对气膜冷却效果的影响。结果表明：静止叶栅,M=1时叶片气膜冷却效果较好,旋转叶栅,M=1.5时叶片气膜冷却效果较好;叶栅在高速旋转时,冷却气流对射流孔附近区域影响不大,叶片尾缘附近气膜冷却效率呈现先增大后减小的趋势;叶片高速旋转时,产生的离心力使冷却气流流向叶顶区域,靠近叶顶区域的气膜冷却效率值较高。     

明渠水流的紊动特性

本文采用先进的二维激光流速仪系统地量测了明渠水流的紊动特性，探讨了明渠水流的紊动机理。根据实测资料，得出了各种紊动统计参数的数学表达式，为研究水流的紊动结构及悬移质泥沙的运动机理提供了可靠的验证资料。     

不同出射角度对气膜冷却流场的影响

采用RNGk-ε湍流模型对射流出射角度α为90o、正、负60o和正、负30o的气膜冷却流场进行了数值模拟,结合SIMPLEC算法求解了适体坐标系下的控制方程,近壁区流动采用两层模型的壁面函数法处理,结果给出了射流与主气流速度比R为2和4时的射流轨迹和速度场。结果表明:R和α值是影响气膜冷却流场的重要因素,R值增加,冷气射流对主流场影响区域增加,α值为负时,射流对主流场上游影响区域较大,当α值为30o时,射流影响区域减小;当α为正值时,随α值的减小,射流喷孔下游背风侧的分离现象逐渐消失。     

永磋操动机构磁场数值计算和结构分析

提出3种永磁操动机构的结构，并采用有限元法对其进行了磁场数值计算，通过分析计算结果，对3种永磁操动机构的结构进行了比较，此外，还计算了永磁操动机构的动态特性，通过计算结果与实验结果的对比分析表明，用直接耦合法计算瞬态电磁场可以满足工程设计的要求。     

气固喷射器内气固两相流动三维数值模拟

利用拉格朗日和欧拉法相结合的三维数值模拟技术,对收缩型气固喷射器内的气固两相流动进行数值模拟研究.该文的数值模型考虑了气固两相的双向耦合作用以及颗粒碰撞.在他人研究结果的基础上,分析推导出密相气固两相流中固体颗粒运动动能与携带流体的动能之间的新的转换关联式.文中通过对气固喷射器内气固两相流流动的模拟计算,发现驱动气体在喷射器中心会形成一相对“稳定”的射流区域,而固体颗粒也存在积聚区,针对喷射器内存在固体颗粒堆积现象,本文对气固喷射器的结构设计提出了相应的改进措施.     

排烟脱硫循环流化床内脱硫过程的数值模拟

该文采用欧拉坐标和拉格朗日坐标相结合数值模拟了排烟脱硫循环流化床内的脱硫过程。将循环流化床内的生石灰粉和飞灰物料形成的颗粒团作为离散项，建立了床内两相运动及脱硫化学反应的模型与算法，得到了详细合理的计算结果。结果表明，采用该文的模型和算法模拟工程意义上的循环流化床内的稠密气固两相反应流是可行的。     

活化器内液滴捕捉颗粒过程的数值模拟

为模拟活化器内液滴对颗粒的捕捉过程，对离散相采用同时跟踪技术，在Euler/Lagrangian坐标系下建立了液滴捕捉颗粒的概率模型，液滴对颗粒的捕捉通过单元捕捉概率来判断。预报了颗粒的浓度场分布及液滴、颗粒和气相场的速度矢量分布。模拟结果表明由于小粒径颗粒跟随流线能力较强及与液滴碰撞面积较小，其捕捉效率比大粒径颗粒要低；在雾化喷嘴出口附近由于相间速差较大，颗粒单元捕捉概率较大。依据模拟结果，对颗粒被捕捉的动力学机理进行了分析。     

循环流化床内稠密气固两相流动的数值模拟

颗粒团聚是稠密气固两相流动中的一个重要现象，该文定义了颗粒团聚合力的概念来表征稠密气固两相流动中颗粒所受到的团聚效应，对单个颗粒进行了全受力分析，得到了聚合力的线形模型表达式。采用聚合力的线形模型，将两相流场分为稀相区和浓相颗粒团，将颗粒团视为整体离散相，文中数值模拟了循环流化床内的稠密气固两相流动，得到了床内颗粒团分布、颗粒团大小、床内空隙率、气相速度、颗粒相速度的详细分布，揭示了循环流化床内稠密气固两相流场的规律，以及循环流化床内两相流场的核心—环形流动结构。计算结果与前人实验结果相符并表明，采用该模型及其算法模拟循环流化床内稠密气固两相流动是可行的。     

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。     

三维混合层的直接数值模拟和实验验证

为了验证直接数值模拟三维中低流动雷诺数湍流的正确性和可靠性,该文采用拟谱方法对三维平面混合层流场进行了直接数值模拟,并将数值模拟得到的结果与Lasheras等的平面混合层经典实验结果进行了对比.定量比较了流场不同断面的流向速度平均值、脉动强度、混合层的动量厚度及涡量厚度等流动量.结果表明,直接数值模拟的结果与实验结果吻合良好,证明了直接数值模拟中低三维混合层的正确性和有效性,为扩大直接数值模拟的应用打下了基础.     

炉内流场中复杂结构喷嘴射流的近流线数值模拟

采用独立开发的近流线数值模拟方法,对大型四角切圆炉膛中具有复杂结构喷嘴射流的炉内流场进行了数值模拟,同时与三维热线风速仪的测量结果相对照,证明了该数值模拟方法较好地解决了在计算区域由于合速度方向与网格线方向之间有较大夹角而产生的伪扩散问题,并详细地模拟了复杂的燃烧器喷嘴结构和炉膛的大切角结构,准确地反映了复杂的燃烧器喷嘴射流和实际炉内燃烧区域的流场特征,较好的实现了近流线的数值计算。     

无油点火燃烧器的数值试验研究

该文对冷态高速煤粉气流在电磁感应无油点火燃烧器内的点火过程进行数值模拟，使用概率密度函数(Probability Density Function)与局部瞬时反应平衡模型模拟气相场的燃烧，采用拉格朗日随机轨道模型模拟颗粒运动轨迹，气相湍流流动采用七k-ε双方程模型，辐射模型采用离散坐标(Discrete．Ordinate)模型。并根据数值试验结果找出不同煤粉浓度对着火温度与着火距离的影响，其结果不但与实验数据较为吻合，而且可以反应出煤粉在无油点火燃烧器内着火方式的变化，对今后的感应式无油点火燃烧器的试验研究以及设计、运行提供理论指导。     

湿式烟气脱硫设备中折线型挡板除雾器压降的数值模拟

分析了折板除雾器弯曲通道内气体流场分布，确定了气体流场的流函数．涡量方程和边界条件，建立了除雾器压降的数学模型，模型的数值求解方法采用有限差分法，最后着重分析了除雾器高度、转折角、板间距、气体流速对除雾器压降的影响。数值计算结果与实验数据相符合，可用于指导脱硫塔除雾器的设计。     

重力条件对稠密气固两相流动特性影响的数值模拟

基于稠密气体分子运动论和颗粒动力学,考虑颗粒与颗粒之间离散介质特性,应用稠密气固两相流动的欧拉-欧拉双流体数学模型,采用大涡模拟求解气相湍流流动,数值模拟航天环境中部分重力条件和地面重力条件下气-固反应器内稠密气固两相流体的流动行为,得到了颗粒浓度、气相和颗粒相速度以及源于颗粒间碰撞而产生小尺度颗粒脉动强度的详细分布.计算结果表明：重力条件是影响稠密颗粒流体动力特性的重要因素,重力降低有利于在系统中产生非均匀结构和增强小尺度颗粒脉动强度.