5×5棒束通道内流动转捩特性研究

棒束通道的特殊结构导致其内部流动转捩情况较为复杂，探究其内部流动转捩规律具有重要意义。本文针对棒束通道内的流动转捩特性开展实验与CFD模拟研究，通过实验获得了棒束通道内沿程阻力系数的变化规律；采用不同湍流模型进行了数值模拟。结果表明，SST k-ω模型能较好地反映实验结果。进一步对比了不同雷诺数工况下通道内不同位置的沿程阻力系数与湍流强度，发现对于不同子通道，中心子通道湍流强度与沿程阻力系数高于边角子通道；对于同一子通道，子通道中心处湍流强度与壁面切应力高于子通道边缘处。这一结果说明，受壁面影响，棒束内湍流强度、壁面切应力、阻力特性具有不均匀性，这些空间上的不均匀性相互作用会引起总体上棒束转捩点不明显。     

导轨式电磁驱动装置三维烧蚀仿真方法及分析

基于多场耦合理论,推导出考虑烧蚀的电磁场-温度场耦合的物理方程。利用APDL语言编制相应程序,分析了在考虑电枢烧蚀条件下的电流密度和温度的分布状况。电枢三维烧蚀分布与IAT试验结果分布进行对比结果表明块状电枢在导轨间运动过程中,烧蚀首先发生在导轨与电枢接触面前端边缘。在仅考虑焦耳热情况下,电枢前端烧蚀分布比较一致,电枢两侧边缘差别较大;考虑烧蚀和不考虑烧蚀情况下电磁场和温度场分布存在很大不同。此研究为揭示电磁驱动装置烧蚀机理奠定理论基础。     

气体爆燃向爆轰转捩的理论分析

本文在实验的基础上,对瓦斯爆炸过程中爆燃向爆轰转捩(DDT,Deflagration to Detonation Transition)问题进行了研究,并运用CJ(Chapman and Jouguet)理论计算了火焰阵面流场参数。研究结果表明:障碍物对瓦斯爆炸过程中爆燃向爆轰转捩具有诱导作用,无障碍物时爆炸波的传播速度较小,爆炸强度较弱;随着障碍物的增多,爆炸波和火焰传播速度明显增大,爆燃易于向爆轰转捩,爆炸强度和危险性显著提高。上述研究结果对于现场如何防治瓦斯爆炸,防止、降低煤矿重大事故的发生具有一定的指导作用。     

气体爆燃向爆轰转捩的理论分析（增刊）

本文在实验的基础上,对瓦斯爆炸过程中爆燃向爆轰转捩(DDT, Deflagration to Detonation Transition)问题进行了研究,并运用CJ(Chapman and Jouguet)理论计算了火焰阵面流场参数。研究结果表明：障碍物对瓦斯爆炸过程中爆燃向爆轰转捩具有诱导作用,无障碍物时爆炸波的传播速度较小,爆炸强度较弱;随着障碍物的增多,爆炸波和火焰传播速度明显增大,爆燃易于向爆轰转捩,爆炸强度和危险性显著提高。上述研究结果对于现场如何防治瓦斯爆炸,防止、降低煤矿重大事故的发生具有一定的指导作用。     

转捩点预测对风力机翼型气动性能分析的影响

分别用带转捩模型的边界层耦合计算方法和基于RANS方程的通用CFD方法对风力机常用翼型S809进行了气动分析.通过自由转捩、强制转捩和全湍流模式的比较,着重阐述边界层转捩点预测对风力机翼型气动性能计算分析的影响.     

射流技术提升风力机翼型气动性能研究

以应用在水平轴风力机叶片上的层流翼型S809为研究对象,采用CFD数值模拟技术,结合ShearStress Transport(SST)湍流模型,数值计算了S809翼型的升阻力特性。在翼型设计中应用一种转捩延迟控制技术——射流技术,即在翼型上翼面添加射流口,并研究了射流口位置和射流速度对翼型S809气动特性的影响。结果表明:射流技术能够显著提高翼型升力,延缓翼型失速;在低攻角下,射流速度大于来流风速才能提升翼型升力;在失速前,翼型的升力系数和失速攻角随着射流速度的增大而增大,在原始翼型失速而带射流翼型未失速阶段,带射流翼型的阻力系数明显小于原始翼型;射流速度一定时,射流口位置适当靠前可增大翼型的失速攻角,射流口位置布置在翼型上翼面中后部能使翼型在失速前获得较大的升力系数。     

地面重型燃气轮机压气机叶型的优化设计

将优化理论引入压气机叶型设计,建立了具有自动优化设计能力的平台。该平台由自主开发的二维叶型生成程序、网格生成软件Gambit、流场计算分析软件CFX以及自主开发的优化模块组成。以某地面重型燃气轮机压气机叶型为优化对象,以总压损失系数为目标函数,流场分析中考虑转捩情况。优化设计之后,叶型气动性能有较明显改善。设计工况下叶型总压损失系数较原型下降了3.63%,非设计工况下的性能也优于原型。     

平板边界层湍流的数值分析

对于不可压缩平板边界层的时间模式的直接数值模拟（DNS）而言,在转捩后继续计算,就可以得到湍流直接数值模拟结果．分析计算结果发现,当湍流充分发展后,其平均流剖面、各种量的脉动均方根值和雷诺应力等沿平板法向的分布都具有相似性．不过,从转捩完成至湍流充分发展之间有一过渡过程,其间上述相似性不成立．这一结果为简化但又较准确地计算工程技术问题中的湍流提供了一种可能性．此外,还分析了其他一些湍流特征,如形状因子和位移排移厚度随时间的演化规律．为了观察到相干结构,须将展向的计算域缩小一半,以增加分辨率,研究结果表明,湍流边界层近壁区存在相干结构,其主要表现是准流向涡或涡对．     

低雷诺数下自转圆盘绕流数值模拟研究

该文采用直接数值模拟方法探究绕中心轴旋转（自转）的圆盘尾流特性。将直径-厚度比为50的圆盘置于均匀来流中,绕流雷诺数Re_s（Re_s=U_∞D/ν,来流速度为U_∞,圆盘直径为D,流体的运动黏性系数为ν）为175,旋转雷诺数Re_r（Re_r=ωD²/2ν,圆盘自转角速度为ω）为0≤Re_r≤250。研究自转对圆盘尾涡形态、力系数和泄涡频率等流场特性的影响。研究结果显示,圆盘垂直固定于来流放置时,尾流表现为准周期平面对称态;圆盘开始自转后,尾流的平面对称性消失,呈现准周期旋转泄涡态;随着自转角速度增加,盘后尾流进一步发展成稳定螺旋态。根据尾流特性的变化得到,在一定程度上圆盘的自转可以稳定盘后的流场。