混合对流作用下小室流场和温度场的数值模拟

建筑空调为人们提供清洁舒适的室内环境。本文在Ｂｌａｙ等人实验研究基础之上 ,采用标准关键词模型和壁面函数法 ,对具有混合对流作用的小室流场和温度场进行数值模拟 ,经与实验值对比发现 ,标准κ-ε模型可以较为准确模拟混合对流作用的流动与传热问题 ,速度值的最大偏差为 0 . 0 43ｍ ｓ,温度最大偏差值为 1 . 1Ｋ ;浮升力对ε方程中源项的影响可以不计     

无挡板搅拌槽内的自由表面湍流流场研究

基于VOF多相流模型,建立了自由液面搅拌流场的数值模型和模拟方法。以偏心和无挡板中心搅拌槽为例,分别使用标准k-ε模型和分离涡模型研究了搅拌槽内流体的时均速度分布,发现数值模拟结果与实验结果吻合较好,仅略低于实验值。整体而言,使用分离涡模型时模拟结果与实验值之间的误差不超过12%,而k-ε模型的模拟精度则较差。研究结果表明,分离涡模型和VOF模型相结合,能很好地模拟搅拌槽内流体的自由液面流动特性。     

集聚纺技术中气流速度场的数值模拟

采用标准k-ε湍流模型和有限容积法以及SIMPLE算法对集聚纺装置中负压斜槽周围气流速度场的分布状态进行数值模拟，并根据实际纺纱装置设计出可供测量气流速度场的实验模型，利用粒子图像测速（PIV）技术测量实验模型中的气流速度值，对数值模拟结果进行了实验验证。实验结果表明：在沿着z轴的方向上，越靠近斜槽（即z值越小）的位置，气流速度就越大，而且每个速度平面上的理论模拟值和实验测量值之间都存在一定的差异。但这种差异的总体趋势是相同的，即都是测量值小于理论值。同时，斜槽右侧的速度值要大于其左侧的速度值，而且缝隙左右两侧速度方向的差异很大，左侧气流几乎平行于纤维须条的出流方向，而右侧气流则倾向予垂直于纤维须条的出流方向。这表明数值模拟结果与实验结果基本吻合，可以用标准k-ε湍流模型对集聚纺技术中的气流速度场进行较深入的研究。这一研究结果完善了集聚纺纱技术的成纱机理，为进一步研究纺机制造、纺纱生产和产品开发提供了理论依据和指导。     

CFX4中常用模型在复杂流动中适用性分析

目前商用流体力学被广泛用于工业的流动分析,但是对其模拟复杂流动的适用性和精确度等的认识还不够.通过数值计算和实验的对比分析,对CFX4提供的常用的标准k-ε模型、RNGk-ε模型以及低雷诺数k-ε模型在模型参数缺省的情况下计算值的准确性作了较为详细的评价.结果发现,数值计算值的准确性与流动的复杂性有关.对所讨论的两种流动,标准k-ε模型和RNGk-ε模型给出了与实测值较为一致的结果,而低雷诺数k-ε模型与实测结果存在较大出入.因此,在没有实验资料进行模型验证的情况下,标准k-ε模型和RNGk-ε模型可能是一个较好的选择.     

正交射流尾迹气固两相流动的数值模拟

运用气相ｋ－ε湍流模型和颗粒相代数方程模型对正交射流（垂直的交叉射流）尾迹气固两相流动进行了数值模拟，获得了该流动尾迹的气、固相速度分布，颗粒质量流分布，计算结果与实验值定性符合．文中探讨了一次风口（主流入口）粉气质量比对颗粒混合的影响以及颗粒对气相流场的影响，并得到了一些有价值的结论．     

CSTR中三变量连续放热化学反应模型的非线性分析

研究了修正的CSTR中具有两步连续放热反应的三变量化学模型的非线性动力学现象．建立了CSTR中具有两步连续放热反应的三变量化学模型的量纲一的数学模型．并进行了数值模拟分析．结果表明，本文所研究的化学模型，通过改变对热反馈的控制，可以得到丰富的非线性化学动力学现象，牛顿冷却时间τN和量纲一的活化能量ε对反应的进行具有一定的控制作用．当其它的参数和ε值确定时，在一定的范围内变化τN的值，可以使化学反应产生振荡和混沌现象．     

圆形喷嘴射流特性模拟方法优化选择

为提高圆形喷嘴射流特性数值模拟研究的准确性、可靠性,分别采用标准k-ε、RNG k-ε、SST k-ω、标准k-ω等4种湍流模型、3种网格划分方案及2种控制方程离散格式对圆形喷嘴射流流场特性进行数值模拟.研究结果表明:与标准k-ε、SST k-ω、标准k-ω三种湍流模型相比,RNG k-ε更能真实地反映圆形喷嘴射流流场特性;在网格划分方案的比较中,方案1所得的平均扭曲率最小,为0.187;对QUICK和二阶迎风格式两种控制方程离散格式的对比发现,二阶迎风格式所得到的轴向速度分布模拟结果更接近实验值.     

局部通风流场模拟解算湍流模型k-ε值计算方法研究

为了使数值模拟试验研究得出的结果与实际情况相符,在模拟软件中对模拟参数的设置就显得非常重要.数值模拟试验中,当采用k-ε模型对流场进行数值模拟时,湍动能k和湍动能耗散率ε的值对流场解算结果有着重要影响.不同的湍动能和湍动能耗散率计算方法得出的k,ε值不同.对于局部通风流场,采用不同的湍动能和湍动能耗散率计算方法模拟解算结果不同.通过模拟k和ε分别采用3种方法计算时局部通风掘进工作面的流场分布,对比不同计算方法时各断面的最高风速、断面风量的解算结果,且与日本富田的试验结果进行比较,提出了局部通风流场适合采用的湍动能和湍流耗散率计算方法,为掘进工作面流场的研究提供了参考.     

旋风分离器流场的数值计算方法研究

利用计算流体力学软件FLUENT,分别采用k-ε标准模型、RNGk-ε模型和RSM模型湍流模型及不同离散方式对旋风分离器的流场进行了数值模拟研究.通过模拟结果与前人实测结果的对比,确定出了适合旋风分离器的数值计算方法.结果表明:湍流模型采用各向异性的RSM模型,离散方式采用对流项的QUICK格式和压力梯度项的PRESTO格式,才能获得合理的流场模拟结果.该结论为旋风分离器流场的数值模拟及进一步的结构优化设计提供了参考依据.     

不同入射角横向紊动射流流场的数值模拟

采用RNGk-ε湍流模型和标准k-ε对射流出射角度α=25°、35°、45°的横向紊动射流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M为4、6和8时的速度场和湍动能。结果表明:M和α值是影响横向紊动射流的重要因素,M值增加,射流对主流场影响区域增加,α值变化,射流对主流场上游影响区域较大;并且通过与实验数值的比较,发现RNGk-ε模型对横向紊动射流流场的预测能力比标准k-ε模型有所改进。     

电厂输煤皮带落煤点趿尘装置的数值模拟与实践

对密闭罩内的湍流气．固两相流动进行了数值模拟。将气相作为连续介质，采用标准的k-ε双方程模型，并用SIMPLE算法对流场进行数值模拟；将固相作为离散相体系，采用离散相模型（DPM）的非偶合法追踪颗粒运动轨迹。通过对颗粒运动轨迹的分析，对该吸尘装置提出了改进措施，并进行了工业性试验，实际效果良好。     

醋酸-醋酸乙烯(酯)-巴豆醛三元体系等压汽液平衡

采用非分析法，在拟静态条件下．用新型泵式沸点仪测定了常压下醋酸-醋酸乙烯(酯)-巴豆醛三元系在不同液相组成时的沸点，选用Wilson方程对所测数据进行关联，建立了该三元系的汽液相平衡热力学模型，并推算了达到汽液平衡时的汽相组成和泡点温度．将泡点计算值与沸点实验值相比较．最大绝对偏差为1．31K，结果比较满意．     

无过载离心泵内部流场的三维数值模拟

采用标准κ-ε湍流模型和SIMPLEC算法,对满足最大轴功率值小于或等于1.1倍的额定功率值的无过载离心泵进行数值模拟,得出叶轮内流道的压力和速度分布规律,为无过载离心泵的性能预测、水力设计及优化设计提供了依据。并根据泵进出口速度、压力分布规律,预测了泵的能量特性曲线,实验表明:预测的结果较为理想,但在偏离设计工况下的湍流模型还需要做进一步研究。     

α-混合误差下回归函数加权核估计的强相合性

设{yi}是固定在点{xi）的观察值，适合模型yi=g（xi）＋εi．其中g（x）是[0，1]上的未知函数，{εi}是均值为0的随机误差序列．文献[1]中，在{εi}为独立同分布的条件下，通过构造新的函数gn（z），对g（x）进行了估计．笔者将{εi}推广至旷混合误差序列的情形，通过附加适当的条件和精细的计算，获得了用gn（x）估计g（x）的同样结论．     

洞塞式消能工的数值计算

采用K－ε紊流模型对洞塞消能紊流场进行了数值模拟，并与模型试验进行了对比，压力分布计算值与试验结果吻合良好，通过数值模拟，得出了洞塞消能的紊动能和紊动能耗散率的分布规律，详细地反映出洞塞的消能情况。研究表明：用K－ε紊流模型来研究突缩突扩消能的流场是可行的，可以很发地发挥与物理模型相互补充、印证，深入提示内部机理的作用。     

摆动式搅拌槽内宏观流场的数值模拟

搅拌设备效率的高低在很大程度上取决于其内部流场的结构,因而对流场的研究就十分重要．采用FLUENT软件对自行设计的摆动式搅拌槽内的流场进行数值模拟,模拟时运用动网格技术来指定搅拌器的运动规律,采用标准κ-ε模型对速度场进行了求解．结果表明：槽内的流场为充分发展的湍流,摆动式搅拌为径向流搅拌,桨叶上方的流动以切向剪切为主,下方以径向流为主．     

一维悬移质泥沙数值模拟及其应用

针对传统有限元方法在求解以对流作用为主的泥沙运动方程时所遇到的困难，应用特征有限元方法建立了一维悬移质泥沙对流扩散方程的数值模型并进行了误差分析．利用Matlab数值计算软件编程对水沙模型进行了数值计算，从数值解与解析解的对比以及对河津站1969～1999年实测数据的数值模拟结果可以看出：数值模型对河津站31年的含沙量有较好的模拟，所得数值模型可用于对含沙量较高河流在一段时间内进行模拟。     

船用直喷式柴油机燃油蒸发、燃烧模型

为了更好地预测船用柴油机的性能，改进了包括燃油蒸发和燃烧过程的准维多区燃烧模型，该模型采用数值模拟计算方法，考虑了缸内工质的对流辐射换热，用正十六烷和α－甲基萘按适当比例混合来模拟燃油，在空气卷吸计算中考虑了燃油碰壁和着火对空气卷吸的影响，经实验验证，本模型理论计算与实测结果吻合良好，表明本模型对柴油机工作过程的模拟是正确的，应用本模型可以方便地预测发动机的性能。     

玻璃幕墙结构力学性能试验分析与数值模拟

结合工程实例对玻璃幕墙结构进行了风压变形性能试验研究，建立了风荷载作用下幕墙结构的整体有限元模型，并进行了数值模拟计算。通过对试验与有限元模拟结果的分析比较可以看出，该整体有限元模型主要受力杆件面法线方向最大挠度值的数值模拟结果与实验基本吻合，并在规范规定的容许值范围内。但试验结果在立柱下端节点处呈现明显的非线性变化，数值模拟结果与试验结果差别较大。本文根据弯矩一曲率（M-θ）关系，采用弹性杆来模拟立柱两端梁柱节点处的半刚性状态。数值结果表明，这种半刚性模型比较符合实际情况，计算值与试验值吻合较好，为幕墙结构力学分析提供了一种新的建模方法。     

k-ω湍流模型在流动阻力数值模拟中的应用研究

针对湍流模型在计算流动阻力时都有自己的适用范围,通过计算流体动力学软件Fluent中的标准k-ω湍流模型和SSTk-ω湍流模型对湍流流动阻力进行数值模拟。根据尼古拉兹实验,分别在紊流光滑管区和紊流粗糙管过渡区对模拟结果与实验结果进行对比分析。分析结果表明,标准k-ω湍流模型和SSTk-ω湍流模型适用于紊流光滑管区;在紊流光滑管区,标准k-ω湍流模型和SSTk-ω湍流模型模拟结果与实验结果吻合性较好;在紊流粗糙管过渡区,标准k-ω湍流模型和SSTk-ω湍流模型模拟结果与实验结果偏差较大,且随雷诺数增加偏差越来越大。该研究为k-ω湍流模型在流动阻力数值模拟中的应用提供了理论参考,具有十分重要的理论意义。