含有空气释出的水锤分析与计算

针对事故停泵水锤中可能出现的两相流问题,建立变波速条件下的气体均匀流模型,结合示例进行计算,分析了均匀流模型的一些特征,并与两流体模型的计算结果进行了比较。     

气—固两相流边界层双向耦合模型及其应用

本文提出了一种稀相的气－固两相流边界层的双向耦合模型，在对固壁附近的粒子源项作子特殊处理后，利用此模型研究了流经平面叶栅的气－固两相流中的固体粒子越边界层时受到的影响以及粒子存在对边界层内气体流动的反影响。其中粒子运动特的计算结果与试验进行了对比分析。     

含气率对气液两相流离心泵性能的影响

为了研究进口含气率对气液两相流离心泵外特性以及内部流场特性的影响,该文采用计算流体动力学分析方法对某一气液两相流离心泵进行三维数值模拟研究。结果表明:扬程随着进口含气率的增加而降低,特别地,当进口含气率由3%增加到5%时,泵的扬程相对于纯水设计工况降低了37%;气液两相流工况叶轮流道会出现气体聚集区域,随着进口含气率的增加气体聚集区域面积也会增大;气体主要聚集在叶轮流道的上盖板附近,且随着进口含气率的增加气体聚集区向叶轮出口扩散。通过该研究得到以下结论:进口含气率的增加会导致泵的扬程降低;进口含气率会影响叶轮内部气体分布规律,进而影响内部流场,导致泵的性能发生改变。     

基于FVS法的气液两相瞬变流计算及特性研究

本文研究了求解气液两相瞬变流方程的方法———矢通量分裂 (FVS)法 ,将控制方程中的矢通量按照矢量雅可比矩阵分裂为两个亚矢通量并建立了稳定的差分格式 ,该方法能自动准确地捕捉到两相瞬变流中的激波。该方法计算数据与实验数据对比 ,能很好的吻合。本文还讨论了初始空穴率 α0 ,气体释放系数Ck对压力p ,波速a ,空穴率α的影响     

水工水气两相流的数值模拟

建立了一种新的水气两相紊流数学模型，其中对流速，气体质量分数以及紊动特征量采用了质量加权的时间平均，对雷诺应力采用代数应力方程模拟，对气体质量分数的脉动通量采用涡粘性概念模拟，气体质量分数由其控制方程求解，通过对明渠掺气水流和水垫塘掺气射流的数值模拟表明，计算结果与实验结果符合较好，同时，计算的时间和收敛性也较好。     

圆形弯管气液两相流数值模拟

采用双流体模型建立了基于贴体坐标和有限体积法的气液两相湍流全三维计算模型,模拟了180度圆形弯管内气液两相流动。模型中连续相(水)采用了考虑分散相(气泡)分布影响的κ-ε两方程的湍流模型;分散相采用代数湍流模型。模型将分散相按气泡分组,可以考虑不同尺寸气泡对流动的影响,提高了计算精度。在两种来流条件下,对180度圆弯管内部三维两相湍流进行了模拟,计算中将气泡按大小分为两组,通过数值模拟获得了弯管内部三维两相湍流的压力、速度和气泡体积率分布等数据。气泡体积率分布的计算结果与实测结果吻合良好。     

基于FVS法的气流两相瞬变流计算及特必研究

本文研究了求解气流两相瞬变流方程的方法－矢通量分裂（FVS）法，将控制方程中的矢通量按照矢量雅可比矩阵分裂为两个亚矢通量并建立了稳定的差分格式，该方法能自动准确地捕捉到两相瞬变流中的激波，该方法计算数据与实验数据对比。能很好的吻合,本文还讨论了初始空穴率α0，气体释放系数Ck对压力p,波速α，空穴率α的影响。     

有压管道充水过程水力特性三维数值模拟

运用Fluent软件建立三维模型,对某调水工程中的一段有压管道充水过程的水力特性进行三维数值模拟计算,采用PISO算法分析了管道充水过程中气体压力、水力要素及两相流流态变化情况。结果表明:充水流量的大小会导致管内气体压力的强烈变化;气体压力变化又会影响进口流速。在水体流到管道后部管壁之前,流线均匀,流态较好;之后气液两相彼此相间,流线错综复杂,流态紊乱,湍流能量较强。建议以"小流量充水原则"对类似输水管道进行试充水操作。     

基于固液两相流模型的泥石流流速垂向分布研究

泥石流流速的垂向分布是泥石流运动理论中的核心问题之一。以固液两相流模型为基础,分析了泥石流中两相速度相等与不等条件下的本构关系和泥石流流速垂向分布的计算方法;在二维恒定均匀流的条件下,考虑两相之间的相互作用,推导层流和紊流流态下泥石流中液相和固相速度的垂向分布公式,并采用不饱和水石流的试验数据进行了验证。结果表明:泥石流两相之间的速度差异是描述两相之间相互作用的根本所在;泥石流固相浓度与本构关系中的模化参数均有关联,是流速垂向分布计算中的重要参量;基于两相流模型的泥石流流速垂向分布公式比现有公式更具普遍意义,且其计算结果能与试验数据较好吻合。     

水平管道中汽液两相流的流型描述及测量方法的研究

汽液两相流是指气体和液体两相的一种混合流动.在工业中广泛存在着汽液两相流.本文对汽液两相流的流型进行了探讨,分析了汽液两相流的流动状态,并介绍了电容法测量汽液两相流的原理及方法.     

射流元件附壁与切换流动规律研究

射流元件是射流式井底增压器的换向控制部件，元件内部射流具有稳定附壁和快速换向的特性。文中运用计算流体力学方法，数值模拟了射流元件内部射流稳定附壁与切换的流动过程。通过背压和控制流对射流附壁与切换过程影响规律的分析，揭示了射流元件流场附壁与切换的过程和机理，发现了控制流上游来流位置对射流附壁影响很大，可以通过合理选择信号道引流位置来增强附壁稳定性。研究结果对射流元件结构优化有指导意义。     

河网水力数值模拟中Newton—Raphson法收敛性的证明

Newton-Raphson迭代法以其收敛速度快的优点而常被用于求解非线性代数方程组，但对各种不同的问题其局部收敛性条件的证明往往是十分困难的。本文针对用Newton-Raphson迭代法求解河网数值模拟中所出现的非线性代数方程组的问题，证明了只要当时间步长取得足够小时， 迭代法的局部收敛性条件就一定可以满足，从而给出了Newton-Raphson迭代法在河网非恒定流计算中应用的一个理论基础。     

缝洞型油藏裂缝-溶洞中流体运动特征研究

用数值计算和实验的方法研究单个裂缝-溶洞中单相流动问题。从流体运动基本方程出发,建立裂缝溶洞之间流动的数学模型,采用投影差分格式求解,得到流体在缝洞模型中流动时流场的分布规律,给出压力和速度的空间分布。数值模拟和实验表明:当速度足够大时,裂缝到溶洞中流动与“射流”相似。     

弯道流水域热浮力排放扩散器参数优化物理模型试验研究

弯道河流水域排放口布置常选择在弯道凹岸侧,以充分利用弯道环流加快稀释,然而弯道环流条件下排放口近区稀释特性与均匀流条件下存在较大差异,相关研究较少。本文在大比例尺物理模型试验中模拟复杂地形和弯道流动条件下扩散器热浮力排放近区稀释规律,采用平面激光诱导荧光(Planar Laser Induced Fluorescence,PLIF)技术进行断面浓度测量,分析了弯道环流对近区浮射流稀释扩散的影响,对扩散器出流仰角、出流水平方位角和离岸距离等进行了优化,在此基础上提出了适用于弯道水域地形条件热浮力排放的近水平非等高多喷口离岸向排放型式。研究结果对于类似弯道水域热浮力排放扩散器优化研究具有参考意义。     

挑流消能水气二相流数值模拟

采用VOF法对挑流消能从库区到下游水垫塘进行了全程水气二相流二维数值模拟。模拟了射流的空中轨迹线和水垫塘的自由水面，得到了计算域的流线、压力、流场、紊动能k及紊动能耗散率ε分布，并用物理模型对模拟结果进行了验证，二者吻合良好。说明利用湍流二相流模型及VOF法对空中射流水舌及水垫塘流态模拟是可行的。     

三峡工程引航道通航水流数值模拟应用研究

采用二维非恒定流数学模型,模拟了三峡工程上游和下游引航道在不同布置方案和各种枢纽运行方式下的引航道内非恒定水流.研究了坐标变换、网格划分、数值离散、动水边界及干床处理、计算成果可视化等关键技术,提出了处理方法.计算表明该数学模型稳定性好、收敛快、精度高;计算成果与模型试验成果较为吻合.     

扭曲型挑坎挑流的数值模拟

采用RNGK-ε湍流模型与VOF多相模型对扭曲型挑坎挑流进行水气两相流三维数值模拟,模拟了挑坎里的自由水面与挑流的空中轨迹线,得到计算域的速度、压强、湍动能K与湍动能耗散率ε的分布、内外挑距与水舌宽度,并与物理模型的试验结果进行比较,两者吻合良好,验证了该数值模拟方法的可靠性、合理性。     

射流泵外特性与其内部流场关系的研究

本文从射流泵的两种研究方法即外特性研究与其内部流场研究的基本背景出发，导出了两者之间联系的关系式，并定性分析了射流泵效率、混合长度等参数与其内部流分布的关系。     

探针杆挠曲水流场测量误差修正方法及其收敛性

提出挠流阻力引起探针杆挠曲造成水流场测量误差的迭代计算修正方法。分析该方法的收敛性及收敛方式。结果表明：通常情况下该方法是收敛的。计算流速矢量具有从两侧交替和右侧逼近实际流速矢量两种收敛方式，该方法可用于探针杆挠曲引起的流速场测量误差的修正计算。     

COMPUTATIONS FOR PLANE TURBULENT IMPINGING JET IN CROSS FLOW

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