基于弱可压缩理论的射流泵流场数值预报

应用弱可压缩流体控制方程和大涡模拟湍流模型，采用MacCormack的预估一校正方法对射流泵内流场(二维)进行了数值模拟。经过对不同射流泵运行工况的计算，都取得了令人满意的预报结果。研究表明，弱可压缩流动方程能代表低马赫数时的真实流动现象，且方程具有双曲性质易于数值求解。数值模拟结果可为改进射流泵性能提供依据。     

射流泵喉管最优长度的数值计算

喉管长度是影响射流泵效率的主要几何参数之一，已有理论给定的喉管长度范围太宽，选取具有一定的任意性。本文提出了确定最优喉管长度的两类条件，对具有不同喉管长度的射流泵内部流场进行了数值模拟，以效率最高为原则，确定了射流泵的最优喉管长度及其范围。结果表明最优喉管长度与射流泵的面积比有关，面积比越大，最优喉管长度越长，并给出了两者关系。     

水电站机组冷却供水射流系流场模拟及性能预测

本文应用雷诺方程及ｋ－ε模型对水电站机组冷却供水的调节和非调节式液体射流泵流场进行了数值模拟，并导出了调节式液体射流泵基本方程及其简化计算公式，通过试验资料进行了初步验证．     

同轴直射流与旋转射流组合的双射流湍流流场数值模拟

摘要：直射流与旋转射流分别具有能量传递距离长与能量传递分布面积大的优点，为了尽可能的提高射流能量利用，本文提出了结合两者优点的同轴直射流和旋转射流组成的新型双射流。对淹没条件下的组合双射流流场特性，进行数值模拟研究。采用RNGκ-ε模型和高精度QUICK离散格式，得出了不同速度组合下双射流流场的直射流轴心速度衰减和旋转射流旋转速度衰减规律，速度矢量图，量化分析了射流结构对流场结构的影响。计算结果表明，在喷嘴压降一定时，存在三种轴心速度衰减曲线，当旋转射流轴向速度高于门限速度的情况下，射流衰减速度最慢。另外，直射流与旋转射流轴心衰减曲线存在很大差异，要提高双射流能量利用，内外喷嘴的流量分配至关重要。     

双孔平面射流的数值模拟

本文比较了用标准Ｋ－ε模式，修正常数的Ｋ－ε模式和低雷诺数Ｋ－ε模式拟双孔平面射流流场，并同中线流速沿程变化，流函数等值图和压强等值图的试验资料相比较，证实修正常数的Ｋ－ε模式模拟是较精确的，而且是简单易行的。     

中心喉嘴距对复合射流泵性能影响的数值模拟

基于射流传能分析理论,提出将中心射流和环形射流相结合的复合射流泵技术。为了确定较为合理的中心喉嘴距范围,通过紊流数值模拟方法研究了复合射流泵合适的中心喉嘴距范围及水力结构特征。对比分析了不同中心喉嘴距对复合射流泵流场及性能的影响。结果表明:(1)当中心喉嘴距较小时,喉管进口前存在限制流道的节流现象,易影响射流传能效果;(2)当中心喉嘴距较大时,在吸入室前端由于中心工作液与被吸液流速差较大,会产生较大的剪切损失,且喉管后端中心工作液对被吸液的提携能力低于环形工作液,导致整体传能效率偏低;(3)当中心喷嘴出口在吸入室中部附近时,整体传能效果较佳。研究确定较佳的中心喉嘴距范围为0.2～0.8倍的环形喉嘴距,其高效率区较宽广。研究成果可为复合射流泵的实际应用提供科学依据。     

水电站机组冷却供水射流泵流场模拟及性能预测

本文应用雷诺方程及Ｋ－ε模型对水电站机组冷却供水的调节和非调节式液体射流泵流场进行了数值模型，并导出了调节式液体射流泵基本方程及其简化计算公式，通过试验资料进行了初步验证。     

射流对下游河床冲击作用的数值模拟

本文建议一种数值计算方法,用于研究挑射跌落水流对下游河床的冲击作用。研究表明,该方法具有计算工作量小,收敛速度快及计算精度较高的优点,并能较好地解决双自由面和上下游流量分配的问题。计算结果与实验资料吻合良好。     

淹没紊动射流三维流场特性的数值模拟

采用RNGk-ε紊流模型对有限空间的单孔、双孔紊动射流的流场进行了三维数值模拟研究。研究结果表明:无论入流条件如何变化,经无量纲处理后的轴线流速分布曲线几乎都落在同一条无量纲速度分布曲线上,说明流动存在相似性。双孔射流时,流场存在分区结构,在不同的喷嘴间距下,射流的卷吸程度不同,S/D越大,射流之间的卷吸掺混作用越弱。     

脉冲流体射流泵喉管长度的研究

运用计算流体动力学,对多种面积比的脉冲流体射流泵内部流场进行了数值模拟。针对喉管不同断面的速度分布和壁面压力分析,得到了脉冲流体射流泵最优喉管长度,通过相应的试验研究,二者结果基本一致。     

射流泵内不可压流动N—S耦合方程有限元分析

应用Ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元和Ｂａｌｄｗｉｎ－Ｌｏｍａｘ湍流模型，求解射流泵内不可压粘性流动Ｎ－５耦合方程，得到了射流泵内部流动参数分布，给出两个计算实例，计算结果与滓测资料基本吻俣，从而为射流泵内部流场的数值模拟研究提供了一种新方法。     

两维两相流数值模拟的有限元与边界元解法

两维两相流数值模拟是油藏数值模拟领域内需要进一步研究的课题。本文针对多孔介质内两相流体的平面渗流问题，给出了一种精度较高的边界元方法和三角剖分的有限元方法联立求解方法，得到好较好的结果，为两维两相流数值模拟研究提供了又一途径。     

颗粒增强复合材料的扩展有限元模拟方法

为了简化颗粒增强复合材料的单元划分问题，采用扩展有限元的富集技术模拟材料的非均质性。在扩展有限元理论框架下，无须严格按照材料的几何边界划分计算网格，从而单元划分十分简便。利用水平集函数来表征夹杂材料的几何界面，并构造富集函数以修正与材料界面相交单元的形函数。对于包含多种材料的单元，只需要进行单元分解，分区域形成单元刚度矩阵。阐述了扩展有限元位移模式的构造，支配方程的建立以及数值积分方案等。最后，分别应用扩展有限元和常规有限元方法模拟了单轴受拉的颗粒增强材料，计算结果表明扩展有限元方法是简单有效的。     

空中水舌水力特性的数值模拟研究

空中水舌的水力特性与下游雾化及冲刷密切相关,因此得到空中水舌形态、水舌扩散特性和断面流速分布等计算公式十分重要。对空中水舌进行三维数值模拟,在等宽出口形式下,通过改变来流断面水流弗劳德数Fr,重点研究了水舌紊动扩散规律、断面流速分布规律等,并采用理论推导法得到沿程断面平均流速的计算公式。研究结果表明:Fr值越大,水流沿程横向扩散越强烈;水舌横向扩散率初始较大,随着射距的增加,扩散率逐渐减小;水舌纵向厚度同射距近似呈直线关系;断面流速分布服从正态分布,且不同射距处的无量纲流速分布曲线可用同一条曲线表示。     

土工袋挡墙变形特性有限元分析

土工袋挡墙作为一种新型加筋土挡墙,已被广泛应用于水利、交通、建筑等各类工程的支挡结构。针对其工作环境多变的特点,运用岩土工程有限元分析软件GTS(Geotechnical and Tunnel analysis System)研究了土工袋挡墙在不同工况下的变形特性。研究结果表明挡墙坡度、高宽比以及填土表面荷载强度对于土工袋挡墙变形特性具有重要影响:坡度决定了土工袋挡墙的变形形态和变形转折点的位置范围,随着坡度变小,墙顶水平位移迅速减小;高宽比越小,墙面变形量越小,且挡墙坡度越大,减小高宽比对限制墙面弯曲变形的效果越好;填土表面荷载强度越大,墙面弯曲变形越大,墙面变形转折点位置随着填土表面荷载的增大在一定变化范围内逐渐上移。由结果可知,坡度决定挡墙变形形态,而高宽比及填土荷载影响主要墙面变形量。     

多孔介质中两相三维驱动问题的差分有限元混合数值模拟方法

本文提出了一类数值模拟油－水两相三维驱动问题的新方法，在纵方向采用差分方法，横方向采用有限元方法，适用于油藏区域纵横向尺度相关极大的特点。导出的全离散方程组具有二维有限元计算的特性，便于并计算求解，近似解的收敛性及误差估计被给出。     

基于有限体积法的二维浅水流动数值模拟程序开发

应用近年来浅水动力学理论的研究成果,参考国内外在软件设计方面几十年积累的经验,开发了基于有限体积法的二维浅水流动数值模拟程序CFD-FVM2D.程序以Roe格式的近似Riemann解为基础,离散浅水方程并将源项按特征方向进行特征分解,建立带源项浅水方程的通量平衡的Godunov求解格式,并对摩擦源项采用隐式、半隐式求解格式,以解决浅水方程的间断、动边界和河床起伏问题.     

增设收缩墩后的跌坎消力池三维流场研究

当消力池池长和池宽受到限制时,跌坎底流消能工在大单宽流量、低Fr来流条件下引起的振荡水跃对消力池具有较大的破坏力;模型试验研究发现,在跌坎消力池前采用收缩墩后的联合消能工可有效解决上述问题。选取RNG k-ε模型和流体体积函数法(Volume of Fluid,VOF)自由液面追踪法,构建有无收缩墩2种跌坎消力池并进行数值模拟,得到流场内的水力特性,并结合试验数据对有无收缩墩的2种跌坎消力池方案进行对比分析。结果表明:跌坎消力池池内紊动能不足和大尺度漩涡的不稳定性是引起振荡水跃的主要原因;设置收缩墩后水流经收缩墩横向收缩和纵向拉伸后形成收缩射流,在消力池内形成2条细长的强紊动区,形成了更多三维漩涡,漩涡尺度变小,紊动剪切加剧,破坏了不设收缩墩时的水跃旋滚,有效地消除了振荡水跃。这种消能工对工程条件限制下的低Fr数、大单宽流量底流消能具有较高的推广应用价值。     

水动力与水质数值模拟中的有限元法

阐述了有限元法在水动力与水质数值模拟中的新发展，数据前处理软件把工程人员从繁重的数据生成和整理中解放出来，联合使用不同类型等参数单元可以更加准确拟合不规则边界，非线性与线性方程组的解法更加完善，从而提高求解精度，减少迭代次数和放宽时间步长，选取海南省万宁小海作为应用区域，对照水文水质实际测验资料，在水动力，盐度和水质（可降解物质）方面展开模拟计算，模拟计算结果与实测值符合较好。     

板桩式海堤结构有限元数值模拟分析

为改变浙江沿海海堤功能单一,土石料用量大的缺点,开展新型海堤结构研究。对板桩式海堤结构进行有限元数值模拟研究,分析在竖向荷载及回填土压力作用下,结构的变形及承载能力。可以得出,桩土的位移量均不大,土体未发生明显的塑性变形,桩身应力不大,可进行实际工程的应用。