壁面凸体层流绕流流场的数值计算

采用贴体坐标变换方法将直角坐标系中不规则的流动区域变换成规则的计算区域．对求解原始变量（ｕｋ，ｐ）的ＳＩＭＰＬＥＲ方法进行了改进，应用有限分析法给出了由正常网格求解原始变量的选代方法．然后计算了台阶绕流和任意凸体绕流的流速、压力场．计算结果表明该方法简单有效，压力、速度收敛效果好，计算精度较高．可以用于计算各种流动区域的流场．     

高超声速钝头飞行器轴对称无粘绕流流场计算

应用Ｈａｒｔｅｎ－ＴＶＤ格式和时间推进方法求解Ｅｕｌｅｒ方程,对高超声速钝头飞行器绕流流场进行了计算。物面压力系数与实验数据进行比较,结果表明本文所提出的求解方法是可行的。本文的计算方法可应用到再入弹体绕流流场和再入气动特性的研究。     

基于分块网格技术的潜艇粘性绕流场数值计算研究

文章首先建立了全附体潜艇的几何模型,基于分块网格技术耦合生成了全附体的SUBOFFAFF-8潜艇外流场高质量结构化网格,采用RANS雷诺时均方法和SST k-ω湍流模型,并基于有限体积法(FVM),对潜艇粘性绕流场进行了数值计算研究.给出了潜艇纵中剖面线上压力系数、壁面剪应力系数,指挥台围壳和上尾翼表面三个不同高度处压力系数的纵向分布,以及模型总阻力的数值计算结果;并与DTMB水池试验结果进行了对比.结果表明,文中采用的数值模拟方法精度较高,合理有效,为深入研究全附体潜艇粘性绕流场奠定了基础.     

高温壁面凸起物对增强辐射换热的分析与计算

用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法对高温壁面在布设凸起物以增强辐射换热强度的作用进行了定量的计算,并探索了在高温壁面上布设凸起物的排列方式,凸起物高度,凸起物形状等因素对增强辐射强度的影响程度。     

三体船阻力的数值计算研究

采用商业CFD软件FLUENT模拟了三体船周围的粘性流场,并考虑流体粘性及自由表面影响,数值预报了一艘三体船试验船模的阻力.计算中进行了2种不同侧体布置情况下船体周围流场细节的详细模拟,得到了相应情况下的船体总阻力,确定了合理的侧体位置.在此基础上,改变了侧体与主体横向间距进行了3种布置方案的相应计算,并进行比较,选取了最佳的侧体间距.通过计算结果与实验值进行的对比,验证了计算的可靠性,计算达到了船型优化的目的.     

椭球体有攻角绕流三维层流边界层的数值计算

利用驻点方程和周向相似确定头部边值分布,提出一种宜于工程应用的头部简化处理方法,计算了椭球体有攻角绕流的三维层流边界层流场及三维边界层纵向分离和周向回流.计算结果与实验结果吻合良好.     

增压器涡轮蜗壳及有叶喷嘴内气体流动的数值计算

对SJ135增压器的涡轮蜗壳及喷嘴用Pro／E进行了流场计算区域的建模，用FIRE软件对蜗壳及喷嘴划分网格，根据计算流体力学（CFD）基本方程和K-ε双方程模型，采用有限体积法对其进行了三维可压缩粘性流场数值计算，得到了内部流动的模拟结果，通过对计算结果的分析，直观地掌握了蜗壳及喷嘴内部的流动情况，找出了蜗壳及喷嘴产生局部流动损失的部位和影响因素，为进一步改进蜗壳通道和喷嘴型线，减少流动损失提高能量转换效率提供了依据．在对双腔半周进气的涡轮蜗壳及喷嘴的流场数值计算中，喷嘴出口采用等压边界条件会对计算结果带来一定的误差．     

Mellapak 350Y填料气相流流场数值模拟研究

采用周期性边界条件对大体积Mellapak350填料内部三维气体流场进行数值模拟研究。结果发现:气体在波纹板波峰、波谷和开孔处均有流动,在波纹板波谷处,气体流速较大、压力较小、湍动能较大;在波纹板波峰处,气体流道复杂、受干扰较大,气体流速较小、压力较大、湍动能较小;模拟计算的填料干板压降模拟值与经验关联式计算值误差在14%之内,吻合较好。     

二维温室绕流流场的PIV实验研究

在大气边界层风洞中，利用粒子图像速度场仪(PIV)对风绕过二维温室的流动进行了流场测量．观察分析了绕流瞬态流场和时均流场的信息：气流流经温室的曲线前缘，流线顺滑，没有明显的漩涡区，而在后部，气流分离产生剪切流动过程，形成封闭的湍流回流区域．由于温室后缘挑檐的作用，靠近温室后壁存在一个逆时针旋转的旋涡，同时再附距离加大到约7．7H；后部回流区中可同时有2～4个不规则漩涡结构，漩涡间的作用非常强烈，而且复杂．     

绕轴旋转旋流分离器内流场的数值模拟

传统静态旋流分离器与螺杆泵配合使用应用于井下进行油水分离时,要求绕其自身轴向旋转,本文针对这一问题,对绕轴旋转旋流分离器内流场分布规律进行数值模拟.分别对壁面旋转方向和旋转速度对流场的切向速度、轴向速度、径向速度等分布规律的影响进行了分析.结果表明,在壁面旋转条件下,各速度分量相互制约,且壁面旋转效应对外涡流区的动量补偿量相对较大.     

三维流场的数值计算方法

本文利用压力修正法对三维湍流N-S方程求数值解,求解过程中采用控制容积法、混合格式、交错网格、欠松驰因子等技术手段保证迭代收敛,求解过程编制成一个计算机软件,并对连铸机中间包内钢水流动作了计算,结果与实际钢水流动相当吻合。     

封闭腔内高瑞利数层流自然对流数值模拟

采用两种时间推进数值方法，对封闭腔内层流自然对流换热进行了各种瑞利数(Ra)条件下的模拟研究，总结了流态转捩时所表现的数值模拟方面的某些现象规律．当瑞利数不大于10^6时，两种数值方法计算结果一致，计算精度高．当瑞利数大于10^6后，数值收敛及计算结果与网格数，网格疏密程度，时间步长，松弛因子等因素密切相关，而与所选择的两种数值方法无关．给出了封闭方腔自然对流流态转捩临界瑞利数．     

混合非结构网格下壁面最短距离的快速计算方法

流场中任意一点到壁面的最短距离是求解带有湍流模型的雷诺平均N-S方程时必须要指定的参数。对于非结构网格,由于其网格单元之间拓扑结构的任意性,壁面距离的计算效率不高。为了提高计算效率,针对非结构网格提出了一种计算流场网格单元到壁面最短距离的逐层推进快速算法。算法的核心包括:1将零散的非结构网格视作一层一层排布的形式,从固体某一表面单元出发,利用相邻网格之间的关系逐层扩散地寻找距离该表面单元最近的空间网格单元。2把每个空间网格单元的搜索计算范围有效限制在精确壁面单元及与其相邻的几个壁面单元中,从而最大程度地提高计算效率。选取3个复杂外形的计算网格作为算例,通过所提算法与枚举法的计算时间以及计算结果的比较,验证了该方法的有效性。计算结果显示:1所提算法与枚举法相比计算精度无明显差别。2对于中小型计算网格,所提算法计算效率的提高接近2个量级,而对于表面网格数目更多的大型计算网格,计算效率提高至2个量级以上。     

自身能源转管炮自动机内流场三维数值计算方法研究

针对小口径自身能源转管炮的射速问题，研究了结构复杂，高参数条件下的数值计算，本文利用PHOENICS软件为计算工作，采用多块网格生成技术（MBFGE）和压力校正的SIMLE算法，离散后的代数方程组采用CCM（Collocated Covariant Method)方法求解，完成了小口径转管自动机内流场的三维数值计算，得出了气内作用于活塞端面的压力变化，并与零维计算结果比较，得出三维数值计算的方法是合理的，从而探讨出了另一种导气装置内气室压力变化的计算方法。     

圆管层流脉动流动的数值模拟

为研究圆管层流脉动流动特性,建立了二维非稳态轴对称模型,对壁温恒定、入口速度周期性变化的流体进行数值模拟.分析了速度振幅和频率对层流流动的影响,得到了频率和振幅对压力、温度、壁面摩擦系数影响的规律.研究表明:脉动流动时,压力、温度、壁面摩擦系数围绕相同Re下稳态流动时的数值波动;压力与速度之间存在相位差;压力、壁面摩擦系数的波动与速度振幅和频率成正比;温度的波动与速度振幅成正比,与频率呈反比;当流体脉动的频率和振幅足够大时,会在近壁面处出现回流,并且出现回流的时间会随着频率和振幅的增大而增长.     

冶金中三维流场数值计算的有效方法——SIMPLE算法

本文在国内第一次将SMIMPLE算法[Semi-Implicit Method for Pressure－Linked Equation]应用于求解冶金中的湍流场，采用K－ε双方程模型，值数计算了两工况条件下连铸结晶器内四孔不口向上15度的工艺下的三维流场，得出了与实测结果相一致的流场特点和速度松驰因子的新经验值α＝0．25及压力修正因子α=0.5本文的研究结果是进一步研究冶金中各种湍流场，结晶器内的传热模型，夹杂物分离模型，铸坯的凝固特性和表面质量的前提和基础。     

椭球体有攻角绕流对称面上三维层流边界层的数值计算

本文提出了求解回转体绕流初值问题的一种简便的新方法,并利用这种方法对椭球体的有攻角绕流进行了计算分析,讨论了来流攻角和椭球体几何形状对流动的影响,同时还对流动分离和周向回流进行了分析,计算结果与实验结果吻合良好.     

增压器涡轮蜗壳及有叶喷嘴内气体流动的数值计算

对SJ135增压器的涡轮蜗壳及喷嘴用Pro/E进行了流场计算区域的建模,用FIRE软件对蜗壳及喷嘴划分网格,根据计算流体力学(CFD)基本方程和K-ε双方程模型,采用有限体积法对其进行了三维可压缩粘性流场数值计算,得到了内部流动的模拟结果,通过对计算结果的分析,直观地掌握了蜗壳及喷嘴内部的流动情况,找出了蜗壳及喷嘴产生局部流动损失的部位和影响因素,为进一步改进蜗壳通道和喷嘴型线,减少流动损失提高能量转换效率提供了依据.在对双腔半周进气的涡轮蜗壳及喷嘴的流场数值计算中,喷嘴出口采用等压边界条件会对计算结果带来一定的误差.