气固两相射流的数值研究

本文根据ＰＳＩ－Ｃｅｌｌ模型，用差分法计算，分析了喷嘴内的气固两相流动和喷嘴外的自由射流，不计颗粒间的相互作用，粒子自旋，粒子和固壁间的碰撞模型为非规则模型，并将部分计算结果与实验作了比较，吻合良好，计算结果表明在气－固两相射流中，粒径大的粒子比密度小的粒子其轴线速度衰减得慢，而密度的变化却对粒子的扩散快慢影响不大。     

稀薄气－固两相流中相间的相互作用模型

本文以稀薄气－固两相湍流流动为研究对象，推导并模化了考虑固体颗粒存在时，气相的湍流模型方程，在拉格朗日方法中实现了气－固两相间动量、湍动能的相互作用。尤其是提出当量密度及当量耗散系数两个概念后，使模型方程的型式等同于标准Ｋ－ε模型，很适合工程应用。而气相对粒子湍流扩散的影响则由类似于布朗粒子扩散的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法来描述，实现了对确定性轨道模型的修正。最后，对颗粒在网格后均匀湍流中的扩散规律及圆管内的气－固两相湍流进行了数值模拟，表明本文提出的模型及方法很有工程应用价值。     

稀薄气—固两相流中相间的相互作用模型

本文以稀薄气－固两相湍流流动为研究对象，推导并模化了考虑固体颗粒存在时，气相的湍流模型方程，在拉格郎日方法中实现了气－固两相间动量、湍动能的相互作用。尤其是提出当量密度及当量耗散系数两个概念后，使模型方程的型式等同于标准Ｋ－ε模型，很适合工程应用。而气相对粒子湍流扩散的影响则由类似于布朗粒子扩散的Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ方法来描述，实现了对确定性轨道模型的修正。最后，对颗粒在网格后均匀湍流中的扩散规     

湍流边界层内穿层固粒运动性态的研究

本文对固相为稀相的气固两相湍流边界层流动,假定固粒不影响边界层特性并忽略固粒之间的相互作用,在平均场的意义上,分析了穿层固粒所承受的作用力及其他因素对固粒运动性态的影响,研究了固粒穿越边界层后碰撞壁面时的不同现象,提出了固粒运动性态的分类准则,并且对以磨损为着眼点的气固两相边界层的研究前景进行了探讨。     

湍流边界层与固粒撞击壁面产生磨损间关系的讨论

本文通过计算到了固体粒子流过平板层流与湍流边界层的运动学特性,比较了这两种情况下固粒对平板的撞击磨损,分析了叶片上加筋的抗磨作用,讨论了气固两相湍流的能耗特性,对耐磨风机的设计具有一定的指导意义。     

在常规水洞中模拟气—液两相流的试验

本文介绍利用常规的循环水洞，模拟气－液两相流试验的方法，所获得的初步试验成果证实，在气－液两相介质中最低的声速约为３０％／秒左右，并且在超音超速气－液两相流中也有产生激波的可能，并讨论了深入开展超音速气－液两相流研究的重要意义。     

固液两相湍流和颗粒磨损的数值模拟

基于两流体模型，建立了固液两相流中更一般的Ｋ－ε双方程湍流模型，模化了固相和液相的连续方程，动量方程及Ｋ方程和ε方程，在这些模化方程中，考虑了固液两相间的滑移，颗粒间的作用及相间作用，使用本文所建立的流模型和粒磨损模型，可 液两相湍流中的流动特性和颗粒对过流部件的磨损率，本文给出了一水轮机导叶在含沙水流中的过流特性及磨损情况的数值模拟，预测结果与实验结果比较一致。     

确定固液两相流扩散系数的投影寻踪模型

本文首先指出传统方法在研究悬移质扩散系数时存在的问题及困难，根据两相流理论确定出影响悬移质扩散系数的3个主要因子，并沿着“审视数据－模拟－预测”的途径，建立了固液两相流中悬移质扩散系数的投影寻踪回归（PPR）的数学模型，模拟结果表明本文所建立的模型稳健性和抗干扰性好，预测精度较高。     

涡旋管内强旋湍流气固两相流的数值模拟

本文建立了基于一种合理考虑湍流-离心力相互作用的新的代数Peynolds应力模型和颗粒随机轨道模型的强旋湍流气固两相流动数学模型。应用该模型对新型涡旋管内的强度湍流气固两相流进行了数值模拟，揭示了涡旋管内气固两相湍流流动的基本特性以及改变切向出口气体流率对流动的影响。     

水轮机转轮固液两相三维紊流计算及磨损预估

本文在两流体模型的基础上，使用贴体坐标的有限体积法，利用有科氏力修正的κ-ε-Ap两相流紊流模型建立了水轮机转轮内部的三维泥沙固液两相紊流计算模型。模型中求解了考虑压力对固粒相影响的时均Reynolds动量方程，并利用泥沙相的速度和浓度分布，数值计算了转轮的泥沙磨损。为了验证模型的可行性，用该模型计算了刘家峡HL001-25模型水轮机转轮内部的三维泥沙固液两相紊流流动，数值预估了转轮的泥沙磨损并与磨损试验结果进行了比较。     

旋流流动中的颗粒相非线性双尺度k_p-ε_p湍流模型

基于多尺度湍流的概念,建立了颗粒相的非线性双尺度k_p-ε_p湍流模型.利用该模型对旋流突扩室内的两相流动进行了数值模拟,并且将两相平均速度及脉动速度的模拟结果和实验数据以及颗粒相的单尺度k_p-ε_p两相湍流模型的结果做了对照.结果表明:对两相切向速度,两种模型具有相接近的模拟能力;但是对脉动速度及轴向速度,本模型的预报结果比单尺度两相模型所获得的结果有较大改进.     

A TWO-SCALE SECOND-ORDER MOMENT PARTICLE TURBULENCE MODEL FOR GAS-PARTICLE FLOW

NOMENCLATURE U — mean velocity u, v — fluctuation velocity uu, vv — Reynolds stress e ― restitution coefficient d ― particle diameter k —kinetic energy α p— particle volume fraction ρ p — particle density β ― drag coefficient ε —kinetic ener     

直流燃烧器一次风通道气固两相流实验研究

在工作中,运用三维粒子动态分析仪(3D-PDA),对某燃煤锅炉新型直流燃烧器一次风通道内气体-颗粒两相流动进行了实验测量,得到了一次风通道内气固两相速度分布、湍动能分布,以及颗粒直径和颗粒浓度分布.通过对实验结果的分析和讨论,揭示了该燃烧器内气固两相流动的机理及燃烧器结构对两相流场的影响,为燃烧器结构的优化设计提供了一定的参考依据.     

Sediment transport in pure acceleration-skewed oscillatory sheet flow

In the present study, an analytical concept model is built, using a two-phase model for the sediment transport in a pure acceleration-skewed oscillatory sheet flow. The analytical model is based on the asymmetric wave theory, the irregular boundary layer theory and the exponential concentration distribution theory, to be used for analyzing the phase lag and the boundary layer development related to the acceleration skewness. The two-phase model is applied for the calculations of the instantaneous erosion depth, the sediment flux, the boundary layer thickness and the sediment transport rate, as well as the differences between the positive acceleration stage and the negative acceleration stage caused by the acceleration skewness, as very important in the net current and sediment transport. The effects of the sediment diameter and the phase lag are explained by a comparison with the instantaneous type empirical formula, as is closely related to the acceleration skewness. With the analytical concept model and the two-phase model, the generation of the net sediment transport in the pure acceleration-skewed flows is clearly explained. The phase lag effect is important for the instantaneous sediment transport in the pure acceleration-skewed flow, whereas the boundary layer development difference between the positive acceleration stage and the negative acceleration stage plays a major role in the determination of the net sediment transport.     

往复流作用下悬移质泥沙运动规律的数值研究

本文从水沙两相紊流的双流体数学模型出发,采用直接数值计算的方法,研究了海床面附近边界层内往复流对悬移质泥沙运动的影响。研究方法的有效性通过典型问题的流速分布、紊动能量分布以及泥沙浓度分布的计算结果和实验观测结果的比较得到了良好的验证。本研究还探讨了往复流条件下各类相间作用力的时空变化规律及其对悬移质泥沙运动的影响。     

固粒分区存在的旋转射流场稳定性研究

本文由理论分析得到了三种固粒存在形态下旋转射流失稳模型的扰动增长率及相关修正瑞利稳定性准则，根据该准则，对三种不同固粒存在形态下气一固流动模型在不同扰动性质和固粒属性下，由计算得到了对应的增长率曲线，给出了固闰属性及扰动央求充稳定性影响的重要结论，为工程中控制不同情况下的旋转射流场后续发展提供了理论依据。     

NUMERICAL SIMULATION OF GAS TURBULENCE ENHANCEMENT BY PARTICLE-WAKE EFFECT

A new turbulence enhancement model was incorporated into the second-order moment two-phase turbulence model and was used to simulate gas-particle flows in swirling chambers and channels with different wall roughness. The results show that compared with the turbulence modification model not accounting for the wake effect,this model,together with the conventional particle source term,gives simulation results in better agreement with the experimental data.     

SECOND-ORDER MOMENT TWO-PHASE TURBULENCE MODEL ACCOUNTING FOR TURBULENCE MODULATION IN SWIRLING SUDDEN-EXPANSION CHAMBER

A semi-empirical turbulence enhancement model accounting for the particle-wake effect was incorporated into the second-order moment two-phase turbulence model and employed to simulate gas-particle flows in a swirling sudden-expansion chamber. The simulated results for two-phases mean velocities and fluctuation velocities coincide well with the experiment ones, which demonstrates that this model, in comparison with the turbulence model not accounting for the wake effect, leads to higher calculating accuracy.     

冲动式透平平面叶栅内气－固两相流动的试验研究

本文利用高速摄影和图象处理技术真实地再现了平均粒径ｄｐ＝７００μｍ的固体位子流经冲动式透平平面叶栅的瞬间过程，分析了粒子在叶栅内的运动轨迹及其在叶栅内的浓度和速度分布特性。文中还对沿叶栅表面分布的纯气流压力和气相压力进行了测量。结果表明：粒子的尺寸和初始位置对粒子在叶栅内的运动轨迹有很大影响；在粒子与叶片碰撞比较频繁的部位附近，粒子相互聚集，形成粒子聚集区，在此区域内，粒子的浓度比较高，粒子的速度更为复杂；在粒子聚集区附近，气相压力相对纯气流压力的变化值比较大。     

EXPERIMENTAL STUDIES AND NUMERICAL CALCULATION ON TURBULENT BOUNDARY LAYER OF WATER FLOW ALONG CURVED SURFACE

This paper will introduce experimental studies and numerical calculation onturbulent boundary layer of water flow along curved surface in our country in recent years.Onthe basis of the experimental studies,the effects of curvature and roughness on velocitydistribution and pressure distribution and the change of turbulent flow boundary layer onoverflow bucket concave surface is discussed.We proposed the empirical formula of velocity,pressure and the change of turbulent flow boundary layer on outlet bucket concave.According tothe momentum principle,we have deduced the momentum integral equation full water depthboundary layer and using the element as control unit inside the boundary layer on concavesurface of bucket.Combining with continuity equation,we have computed the boundary layerdevelopment on the bucket of a spillway.Compared with the field experimental data,thecalculation results are available.Under polar coordinates,a mathematical model for simulatingtime-averaged flow characteristics in concave surface of bucket is established.The turbulent flowfield on concave surface of bucket is calculated by SIMPLE method and this mathematicalmodel.The flow velocity field,pressure field,distribution of turbulent kinetic energy,distribution of turbulent energy dissipating rate and distribution of shear stress are available.Thecalculation value is consistent with measured test data.