封闭梯形渠道水流特性的数值模拟

为深入了解封闭梯形渠道的水流特性,以3m长封闭梯形渠道为例,采用雷诺应力紊流模型对不同糙率顶板的封闭梯形渠道水流特性进行了数值模拟,分析了影响其流速场和二次流形态的因素。结果表明,断面流速呈非对称的弓形分布,随顶板糙率的加大,最大流速点向渠底移动;由于受边壁和顶板糙率的影响,过水断面的二次涡流主要集中在固壁拐角处;壁面附近的紊动强度和紊动能耗散量均比较大;粗糙顶板的壁面剪切应力大于光滑顶板的切应力。     

侧槽式溢洪道进口水流条件优化数值模拟

为改善实际工程中侧槽式溢洪道的水流形态,以某实际水库工程为例,结合物理模型试验,通过数值模拟,比较了溢洪道进口侧边结构采用局部削坡、弧形垂直翼墙、变坡翼墙等方案,通过观察进口水流流态、流速、漩涡、紊动能及水面变化等水力学特征,发现采用弧形垂直翼墙的方案可减缓进口的不利流态,达到进口水流平稳的目的,可为类似工程提供参考。     

渠系分流口区域水流运动特性数值模拟

为分析渠系分流口区域的水流运动特性,通过观测室内模型试验水流运动现象,利用RNGκ-ε紊流模型并借助FLOW-3D软件,建立了分流角为73°的渠系分流口区域的水力特性分析计算模型。通过对比分析数值模拟结果与试验结果,验证了该分析计算模型的准确性和可靠性。以建立的数学模型为分析计算平台,分析了渠系分流口近区及口门断面不同工况下的多个水力要素,重点介绍了不同单宽流量比情况下,渠系分流口区域回流区长度与宽度及引水支渠进水断面收缩系数的变化规律。分析结果表明,随单宽流量比的增大,分流口区域回流区范围增大,支渠渠道进水断面收缩系数减小。研究成果可为类似工程规划设计提供参考。     

湍流模型在肘形进水流道三维流场数值模拟中的适用性研究

为找到可准确模拟低扬程泵站肘形进水流道水流流动的湍流模型,在对肘形进水流道进行网格无关性分析的基础上,选用S-A、Standardκ-ε、RNGκ-ε、Realizableκ-ε、Standardκ-ω、SSTκ-ω和RSM等7种常用湍流模型分别对肘形进水流道三维湍流流动进行数值模拟,并从流道水头损失和流态两个方面与流道模型试验结果进行比较。结果表明,不同湍流模型满足网格无关性所需的网格数量不同,RNGκ-ε、Realizableκ-ε和S-A湍流模型数值模拟的水力损失与模型试验结果的相对误差分别为1.01%、7.07%、9.09%,RNGκ-ε与Realizableκ-ε湍流模型计算得到的流场几乎完全相同,建议在对肘形进水流道三维湍流流动进行数值模拟时优先考虑采用RNGκ-ε湍流模型。研究成果可为进水流道三维湍流流动数值模拟的模型选择提供依据。     

STIG燃烧室流场特性的数值研究

介绍了大湿度燃烧计算模型及ＳＴＩＧ燃烧室流场计算的数值方法,并就不同蒸汽喷注方式对燃烧室流场特性的影响情况进行了广泛的数值模拟研究,得出了一些规律性的结论。图８参７     

车用催化转化器流场的数值模拟

本文用当量连续法建立了蜂窝载体的流体力学模型,并用ＣＦＤ软件对整个催化器的流场进行了稳态流动数值模拟。模拟结果显示：气流在圆锥管壁面附近出现了分离并产生较强的扰动,造成气流局部压力损失和载体前气流速度分布不均匀;此外,扩张角越大,催化器流速分布不均匀性和压力损失越大,但当扩张角增大到一定程度后,扩张角对流速分布和压力损失的影响变小。     

轴流泵内部流场的数值模拟

为更深入研究轴流泵并了解其流道内流场特性,结合南水北调东线工程某泵站模型能量试验数据,采用计算流体动力学软件Fluent, 在多重参考系坐标下,运用基于壁面律的RNG κ〖KG-*6〗 ε的湍流模型对模型泵进行数值模拟。 计算采用交错网格的有限体积法求解三维不可压Navier Stokes方程, 进口压力值选为0。通过计算预测了泵的水力性能,并与模型试验结果进行了比较,结果显示设计工况下数值预测与试验数据值吻合较好,非设计工况下偏差较大。     

等离子发生器燃烧流场的数值模拟

采用漩涡破碎(EBU)燃烧模型、κ-ε双方程湍流模型及SIMPLEC算法对等离子发生器内部的燃烧流场进行了数值模拟,得到温度场、压力场以及湍流脉动动能、湍流平均动能耗散率等参数分布图。     

蒸汽轮机抽汽口流场的数值模拟

用数值模拟的方法对大功率蒸汽轮机抽汽口(从通流部分到抽汽管)的流场进行了研究,给出了流场模拟的数学模型及其解法。详细描述了从通流部分到抽汽管的各段内流场的结构。指出：由于抽汽的影响,在通流部分外径处抽汽缝进口前壁的位置形成了一个惯性涡区,相对于抽汽道其它部分来说,该旋涡区所造成的流动损失最大;在通流部分不但出现了参数的径向不均匀分布,也出现了参数的周向不均匀分布;集气室内形成了一对旋转方向相反的螺旋涡,并将计算结果与实验结果进行了比较。     

气固两相旋流中气粒两相流场特性数值模拟

以气固旋流分离器为研究对象，对气相采用κ-ε模型及代数应力模型，对颗粒相应用随机轨道模型，并考虑相间耦合的相互作用，建立了描述气固两相旋流中气粒两相流场特性数学模型，同时，应用SIMPLEC方法，成功地进行了气固两相旋流听敢粒两相流场特性数值模拟。结果表明：在内锥体顶部上方易形成旋涡；分离器靠外壁处气流为上升流，且偏向出口；在分离器中心区域存在回流，越靠近底部，回流越明显；尘粒初始位置越靠近分离器入口断面底部与分离器外侧越易到达分离器底部；在相同初始条件下，较大粒径尘粒易于到达分离器底部，较小粒径尘粒则先向分离器底部运动，后又向分离器顶部运行，从而可能从分离器出口跑出，或在分离器中某一位置不停旋转。     

SCR反应器流场数值模拟

本文对某锅炉的SCR反应器进行简化建模,利用计算流体力学软件Fluent在计算工况下对SCR反应器的流场进行了冷态数值模拟,并对模拟结果进行分析。同时提出了对反应器流场均匀程度的评价指标。根据流场模拟结果设计了导流系统,通过分析验证了导流系统的使用对反应器流场具有很明显的优化效果。改变导流板的布置方式,包括改变其长度、数量及位置,通过数值模拟探究了变导流板布置对反应器流场的影响。接下来,对导流板进行形状改变,并提出了一种可以加强转弯后气流均混效果的锯齿形导流板结构。通过对比,发现该结构的使用可以使SCR反应器流场速度均匀性和氨浓度均匀性得到非常好的优化效果。     

数值模拟涡轴发动机燃烧室流场

本文运用贴体坐标系统对涡轴发动机燃烧室流场进行了数值模拟。采用ＴＴＭ的非正交贴体坐标网格来处理燃烧室的曲线壁面边界。并把ＳＴＭＬＥ算法应用用到曲线坐标下求解各守恒方程，紊流粘度是用双方程ｋ－ε模型来估算，紊流燃烧模型采用按简单的化学反应系统假设的Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ－ＥＢＵ模型，采用热流法辐射模型来估算辐射通量和燃烧室壁温及出口温度分布，计算结果令人满意。本文提供计算方法可供新型燃烧室设计方案选择用     

数值模拟加力燃烧室热态流场

本文对带有隔热屏、外冷却通道和稳定器的加力燃烧室的热态流场了数值模拟。加力燃烧室中的网格划分采用了非均匀交错网络系统，应用ＳＩＭＰＬＥ算法来求解各守恒方程。采用了双方程ｋ－ε紊流模型来预估紊流特性；采用简单的单步化学反应假设的ｋ－ε－ｇ紊流燃烧模型描述紊流燃烧；采用热通量法辐射模型来估算辐射通量和壁面温度。另外还研究了在加力燃烧室外冷却气流对加气燃烧室筒体壁面进行冷却后壁温分布情况，以及Ｖ型稳定器     

中间包两相流场的数值模拟和操作优化

为了提高20#碳钢连铸管坯的产品质量，通过对气泡和非金属夹渣的形成机理以及对中间包内钢水流场数值模拟的研究分析，发现中间包的结构与操作对20#钢连铸坯的生产质量具有较大影响，因此，对中间包的结构与操作进行了优化研究，研究结果显示：(1)通过对中间包的结构优化提高了中间包的钢水液面高度，增加了钢水在中间包内的滞留时间，有利于夹杂物和气泡的消除，从而提高了钢水的均匀性；(2)改进钢水流入、流出中间包的操作，能避免钢流与空气的直接接触，减少钢水的二次氧化；(3)连铸钢水过热度的严格控制，有利于减少钢水的二次氧化和对包衬耐火材料的浸蚀，从而起到降低铸坯中非金属夹渣物的效果。采取这些措施后，2#钢连铸坯的质量取得了显著提高，设备寿命明显延长。     

蜂窝汽封流场及泄漏特性的数值模拟研究

建立了蜂窝汽封三维流场数值模型,系统地分析了蜂窝孔径尺寸、蜂窝高度、入口压力等结构与运行参数对汽封流场及泄漏特性的影响.计算结果与分析表明,在运行参数不变的情况下,降低蜂窝孔径大小或增加蜂窝高度都有利于降低汽封泄漏量,提高密封效果.而在结构参数不变的情况下,汽封泄漏量随入口压力增大而增加,而随旋转速度增大出现减小的趋势.     

SCR脱硝反应塔流场数值模拟研究

选择性催化还原烟气脱硝（Selective Catalytic Reduction,SCR）技术是目前应用最为广泛的烟气脱硝技术,但由于进入催化剂层的烟气气流分布不均匀而导致价格高昂的催化剂得不到充分利用,增加了运行成本.因此,改善SCR脱硝反应塔内的气流分布均匀性,提高催化剂的利用效率,具有很大的现实意义和市场价值.文中通过数值模拟研究了SCR脱硝反应塔内导流板的结构布置对气流分布均匀性、喷氨后的混合效果、压力损失的影响,提出4种导流板加装方案,并确定了最优方案.     

四角切圆炉膛等温流场的数值模拟

本文介绍了一个采用湍流双方程模型用于模拟四角切圆炉内等温流场的计算程序，并将计算结果和实验结果作了详细比较，其效果是十分令人满意的，足以满足工程要求。     

住宅小区人工湖流场数值模拟分析

鉴于良好的水体流动性是保持人工湖水质的基础,以天津市某住宅小区人工湖系统为例,应用MIKE21水动力模型模拟了人工水循环过程,分析对比了多方案、多工况下的流速分布,依据分析结果,对人工水循环运行中存在的问题给出了相应的建议,并提出了优化运行方案,为人工水循环的建设、改进和有效运行提供了依据。     

花瓣稳燃器流场的数值模拟与特性分析

1引言花瓣稳燃器是根据第四类稳燃技术设计的一种新型的旋流燃烧器稳燃装置[1~2]。以其特殊的几何形状,形成特殊的流场,存在多种回流区。除中心回流区外,能在每个花瓣瓣后形成一个径向和两个轴向回流区,这些回流区与中心回流区融合在一起,不但能使煤粉颗粒迅速地与高温烟气混合     

弯道水流特性和数值模拟方法研究进展

在分析弯道水流基本特性的基础上对弯道水流数值模拟方法进行了归纳,分析了数值模拟的关键因素自由水面的模拟方法,并对复式断面弯道水流等复杂弯道流的研究进展进行了评述,对未来研究方法和趋势作了展望.