液体射流与空气交叉流动喷雾的数值模拟

采用气相的时均雷诺方程,在拉格朗日框架下求解离散相的运动方程,对水与空气交叉流动的喷雾流场进行了数值模拟研究.湍流模型为标准κ-ε模型,通过在气相方程中添加源项的方法,对两相间存在的质量、动量和能量交换过程进行了模拟;还添加了描述液滴的破碎及其碰撞聚合过程的计算模型;参考实验中的实测入口风速大小,添加用户自定义函数定义气相入口边界风速.计算时,交替求解气相和离散相方程直到两相都达到收敛来实现两相间的双向耦合.并将计算网格分割为两部分,在拥有两个处理器的工作站上并行运行.模拟结果与实验结果的对比显示,喷雾轨迹和液滴粒径大小与实验结果符合较好,也较合理地模拟出了液滴的空间分布情况.     

横流中紊流射流的三维数值模拟

从空间平均的非恒定三维不可压缩Navier-Stockes方程出发,采用Smagorinsky涡粘性模型模拟湍流,对横流中的射流进行了数值模拟.数值计算中采用了原始变量法,偏微分方程组的空间离散采用Galerkin有限元法,时间离散则采用半隐式.结合水槽实验,对比分析了无浮力和存在浮力两种流动情况下的射流流速场、射流轨迹线以及轨迹线上的流速.计算结果与PIV的实测流场比较表明,计算基本反映了实际的射流流动特点.计算与PIV实测流场得到的射流轨迹线基本一致,轨迹线上的流速两者相差一般在5%左右.     

气液交叉射流动力学行为的基础研究

为了模拟燃油在高速喷嘴内的快速蒸发混合过程,基于Eulerian-Eulerian方法,用RNGk-ε湍流模型建立了高速喷嘴内两相流流动的数学模型,数值模拟了高速喷嘴内气液两相交叉射流的流动规律.改变气液动量比和韦伯数等条件下的两相流场计算结果表明:动量比增大3倍时横向穿透深度略有增大;而较大的韦伯数能起到强化横向射流...     

离散涡丝方法模拟矩形射流场的研究

采用三维离散涡方法对不可压矩形射流场进行了数值模拟，结果发现与圆射流不同的是，即使在不加扰动的情况下，封闭涡丝也极不稳定，不再呈现矩形，而是波浪形，并有流向涡产生。矩形涡丝失稳和演变的程度都比圆形涡环的情形更快，本结果对于矩形射流的利用具有指导意义。     

黄茅海水域三维水动力数值模拟

基于k-kl紊流模型,联合第三代海浪模式SWAN,建立了波流共同作用下的三维水动力数值模式,并应用到黄茅海水动力数值模拟研究中.考虑到实际河口和海底地形,通过平面和垂向三维坐标变换,在空间完全交错的网格系统上离散化控制方程组,采用内外模式分裂技术求解.数值模拟结果表明:计算值与实测值符合良好,模型较好的复演了黄茅海水域的三维水动力状况,可用于进一步的研究.     

有限空间双孔平面射流的数值模拟及试验验证

用物理试验和数值模拟两类方法，揭示定常的二维双孔层流射流在有限开空间内的流动结构，数值模拟是用混合有限分析格式求解相应的边界条件下的纳维－斯托克斯方程，计算结果和试验资料吻合良好，均发现双孔射流混合为单股射流后，其主流稳定地向一侧偏移。     

气固多相双通道同轴射流湍流场的数值模拟（2）

运用气固多相流数值模拟软件对双通道同轴气固射流湍流场进行了数值模拟研究,预测结果与ＬＤＶ激光测速仪得的固体颗粒速度分布进行了比较,结果表明,吻合较好,该软件为气固多相流工程的快速、经济的开发研究提供了相应的辅助工具,同时,也是理论研究气固多相化学反应流的基础。     

射流泵性能的数值计算

采用贴体坐标变换技术 ,结合混合有限分析法和k-ε紊流模型 ,用数值方法计算了射流泵的宏观性能 .结果表明 ,该方法的计算结果与现有理论及实验值吻合较好 ,其精度可满足工程实际要求 ,可用于替代射流泵的性能试验 .     

柴油机喷油嘴内燃油流动三维数值模拟

喷油嘴内的流动状态以及燃油喷射情况在很大程度上影响柴油机的排放和经济性能。鉴于试验和测量受种种条件的限制,可利用CFD软件AVL-FIRE中的混合多相流模型加空穴模型,通过数值计算,模拟了柴油机孔式喷油嘴内的燃油流动状态。模拟出喷油嘴内燃油流动状况,空穴的产生、发展及分布情况。进一步分析了不同燃油喷射压力对喷孔内空穴分布的影响。分析表明,通过本方法可预测喷油嘴内的燃油流动状况,可为喷油嘴设计的合理性指出改进方向。     

射流泵内部流动的数值模拟

全面考虑了射流泵的不规则几何形状和各结构尺寸对其性能的影响 ,采用贴体坐标变换技术 ,结合混合有限分析法和k-ε紊流模型 ,给出了一套有效的射流泵内部流动计算的数值方法 .算例表明 ,其结果与实验值吻合较好 .     

主冷却剂泵三维流场数值模拟与分析

为深入理解和分析高温高压工况条件下某主冷却剂泵性能,采用计算流体力学方法(CFD)对其内部复杂的三维流场进行了数值模拟与分析.建立了某主冷却剂泵各部件几何模型,并对其进行网格划分.通过求解RANS方程对主冷却剂泵内部三维流场进行数值求解,湍流流动采用SST模型进行模拟.计算得到该泵在高、低设计转速时的扬程、功率和效率等性能参数.计算结果与试验数据相比较,误差在4%以内.分析表明采用CFD方法模拟结构复杂的主冷却剂泵内部流动是可行的.     

离心风机内部流场三维数值模拟

随着计算流体力学和计算机技术的快速发展,流体机械内部流场的研究有了很大的进展,目前用CFD软件对离心风机内部湍流场的数值模拟成为一种重要的研究方法,文章采用CFD商用软件FLUENT6.1对离心风机内部流场进行了三维数值模拟,分析其内部的流动情况,并根据数值模拟结果优化相关的设计参数,以保证离心风机具有良好的性能。     

挑流水舌运动数值模拟

考虑空气阻力及卷吸掺气的影响,从相似理论出发分别建立了挑流水舌的一维和三维数学模型,并用相应的模型试验与原型观测资料进行了验证计算.验证计算成果表明,所建立的挑流水舌数学模型具有较强的预报能力,可为雾化问题和消能机理的深入研究提供较好的基础.     

三维喷动床气固两相流数值模拟

叙述了采用颗粒离散和计算流体动力学相结合的方法模拟三维喷动床流化结果.单颗粒运动通过牛顿第二运动定律进行求解,气体运动通过求解N-S方程.气固两相之间的耦合是由牛顿第三运动定律来实现.模拟床体尺寸为0.11×0.012×0.9m,在单一喷口,入口风速22m/s条件下,对2000个颗粒直径为5mm、密度为2700kg/m3的颗粒进行了模拟.结果表明:在3D喷动床中,颗粒存在宏观运动,中心区颗粒自下而上运动,近壁区颗粒自上而下运动,中心区和近壁区的颗粒运动构成了床内颗粒整体循环运动;在靠近底部的近壁处,颗粒运动存在一定的滞止区.     

液体燃料横向射流雾化数值模拟

雾化是液体燃料燃烧非常重要的一个过程,良好的雾化是实现液体燃料高效燃烧的前提．为了得到某燃烧器文丘里管喉口处高速气流对燃油雾化的效果,本文利用计算流体力学软件对该燃烧室中液体燃料雾化两相流场进行了数值模拟,计算采用欧拉一拉格朗日方法,混合破碎KH—RT模型,模拟结果得到了不同气流速度下液滴群SMD分布,通过对单个液滴二次破碎模拟再现了液滴在高速气流中变形破碎的整个过程．     

翼型突体三维绕流场的数值模拟计算

采用雷诺平均NS方程为基本方程 ,应用二层k-ε湍流模型封闭雷诺平均NS方程 ,并用有限体积法离散方程 ,对翼型突体的三维绕流场进行了数值模拟计算 .不同于通常的网格划分 ,采用了贴体坐标与空度法相结合的方法对翼型突体的几何形状及其对流场的影响进行描述 .计算结果与实验结果进行了比较 ,结果表明 ,所用方法 ,可以对翼型突体三维绕流场给出合理的描述 .     

银川地区地下水流数值模拟

截至目前,银川地区已评价供水水源地11处,评价地下水总开采量达57.3×104m/d.长期大量开采地3下水及缺乏科学统一的规划管理,造成城区地下水降落漏斗日益扩大,并由此引发了水质污染及生态环境恶化等问题.运用国际通用的三维地下水流有限差分模型软件(M O D F LO W),建立银川地区多层含水结构地下水准三维流数值模型,初步模拟预测未来10年在开采量不断增加的条件下地下水的发展趋势,通过调整开采布局,提出相对合理的开采方案.该模型可作为银川地区水文地质研究及地下水资源评价的主要手段和工具.     

Numerical simulation of flow interference between four cylinders in in-line square arrangement

In the present paper,two-and three-dimensional numerical simulations of the flow interference between four cylinders in an in-line square arrangement at Re = 200 are performed.Assisted with the two-dimensional(2-D) numerical simulation,the mean and fluctuating forces,Strouhal number(St) and vortex shedding pattern in the wake for each cylinder were analyzed with the spacing ratio(L /D) ranging from 1.5 to 6.0.It was found that,four different vortex modes(viz.,flip-flopping,shielding anti-phase-synchronized,in-phasesynchronized and anti-phase-synchronized) gradually appear with the increase of the L/D ratio.The average drag coefficient of the upstream cylinders is larger than that of the downstream cylinders,while the downstream cylinders usually undergo serious fluctuating forces.When the L/D ratio ranges from 3.0 to 4.0,the dominant frequency of the drag coefficient is equal to the value of St of upstream cylinders.This indicates that a simultaneous resonance in the in-flow and cross-flow directions may occur for some single structures of a multi-body oscillating system.For the 3-D numerical simulation,the L/D and aspect ratios are kept constant as 5.0 and 10,respectively.It was found that some vortices are formed in the wake of the upstream cylinders.Besides,with the same spacing ratio,the calculated drag coefficient and lift coefficient fluctuation are slightly larger than the 2-D results,but with a phase difference.     

内燃机分支管道三维不稳定流场的数值模拟

为了提高换气系统流动性能，采用数值计算方法，对内燃机换气系统直分支管道和弯曲分支管道分别进行了稳定流动和不稳定流动的数值模拟计算，模拟计算采用三维、可压、粘性、湍流模型，通过研究发现，分支管道内速度、压力分布比较均匀，在支管入口处有一回流区，最大速度、最大压力以及压力梯度出现在支管、总管接口处总管一侧；在相关尺寸大致相同的情况下，直分支管道与弯曲分支管道流场分布随时间的变化无太大差别；由于分支管分流的作用，两种类型分支管道中各参数随时间变化程度基本相同，计算结果可作为换气系统管道简化计算和接口边界简化处理的理论依据。     

溢流堰水流的三维模拟

工程上溢流堰的过流能力以及堰面压强分布的确定多采用水工模型试验.利用三维的流动数学模型、k-ε模型封闭紊流、VOF方法追踪自由表面,对过堰流动进行了数值模拟.与模型试验结果对比表明,数值模拟方法是可行的.