三角形微沟槽壁面湍流减阻的数值研究

针对三角形微沟槽壁面的流动减阻问题,应用RNG k-ε湍流模型对近壁处湍流进行描述,研究不同来流速度与雷诺数对微沟槽减阻效果的影响,分析微沟槽壁面与光滑壁面的速度场、湍动能、壁面切应力的特征。结果表明:所设计微沟槽结构减阻率随来流速度及雷诺数增加先增大后减小,减阻率最大达到10.23%。减阻主要原因为:相对于光滑壁面,微沟槽壁面近壁处形成低流速带,起到缓冲层的作用;微沟槽特殊形状抑制了展向流的发展,且槽谷内部壁面切应力相对较小。     

公路直线隧道活塞风现场实测与特性研究

为研究车辆在公路隧道内行驶所形成的活塞风特性,以苏州市独墅湖隧道为原型,通过现场实测以及采用CFD流体仿真动网格技术对隧道内的活塞效应进行了分析。研究结果表明公路隧道中车辆行驶速度的变化对于隧道中活塞风流场的变化趋势影响较小。公路隧道活塞风的速度场分布为靠近公路隧道壁面的活塞风速度变化比较稳定,而处于公路隧道中间区域的活塞风速度会频繁波动。公路隧道中的活塞风速度出现频繁波动主要是湍流脉动的影响。     

考虑地表粗糙影响的下击暴流数值仿真

采用大涡湍流模型并结合冲击射流风场模型对1∶1000缩尺比的下击暴流做数值仿真模拟,以达到明确下击暴流流场特性的目的。并对光滑地表以及粗糙地表两种地表边界条件做了对比,以探明地表粗糙程度对流场的影响。分析了流场中的涡量变化、径向风速和湍流强度等特征物理量,数值模拟特征风剖面与以往研究成果吻合良好,发现地面粗糙程度增大会导致最大风速出现的位置发生较大上移,并且地面粗糙会加剧流场变化的剧烈程度以及发展速度。     

下击暴流移动增大效应及带协同流壁面射流模拟方法

目前对移动型下击暴流的研究主要基于冲击射流模型,但研究中通常考虑的平移速度较低且缩尺比较小.为此,通过风洞试验与数值模拟方法,研究移动冲击射流风场中平移速度对出流段平均风场的影响,得到了平移速度对下击暴流出流段最大风速增大效应的经验表达式.同时考虑到采用壁面射流方法能够得到较大尺度的下击暴流出流段风场,但并未考虑下击暴...     

基于粗糙岩体裂隙表面反应的格子Boltzmann渗流–溶解耦合模型

为了研究粗糙岩体裂隙渗流–溶解耦合作用机制,根据分段线性法构建粗糙裂隙面,并采用分形维数对其粗糙程度进行表征。基于格子Boltzmann方法,采用双分布函数分别模拟速度场和浓度场的演化过程,假定裂隙表面处的溶解作用满足一阶动力学反应模型,建立基于岩体裂隙表面反应的格子Boltzmann渗流–溶解耦合模型,并结合2个经典算例验证其有效性。最后,讨论分形维数、Pe数和Da数等因素对粗糙裂隙渗流–溶解耦合作用机制的影响。研究表明:裂隙壁面的分形维数越大,溶质的运移速度越缓,导致壁面处的溶解速率越慢。在裂隙壁面凸起位置优先发生溶解,使得壁面逐渐趋于光滑。当Pe数较大时,裂隙渗流流速相对较大,从而加速了溶质的运移以及壁面处的溶解反应,导致壁面几何形貌扁平化,提高了裂隙的渗透特性。裂隙的Da数越大,其在入口处的溶解速率越快,从而导致孔隙率相同时裂隙末端聚集的未溶解部分越多,进而影响裂隙的渗透性。     

湍流积分尺度影响低矮房屋屋面风压特性风洞试验研究

采用缩尺比为1∶20的双坡屋面低矮房屋风洞试验刚性模型,以湍流积分尺度为变量,研究湍流积分尺度影响低矮房屋屋面局部区域平均、脉动、极值风压分布特征和变化规律。研究发现,湍流积分尺度的改变对平均风压系数影响不明显,对脉动、极值风压系数影响较大,且随湍流积分尺度的增大,屋面测点脉动、极值风压系数绝对值增大。当来流垂直于屋面长边时,在迎风屋面,距迎风屋檐越远,平均风压系数绝对值越小,山墙和角部区域脉动风压系数越小,而迎风屋面中心区域脉动风压系数越大。在背风屋面,远离屋脊测点的平均、脉动风压系数绝对值逐渐越小。双坡屋面低矮房屋在迎风屋檐及山墙区域风压相对较大,这些局部区域在强风作用下更易受到破坏。     

粗糙元对矩形微通道内层流流动的影响

以带三角形、矩形、梯形、半圆形壁面粗糙元的矩形微通道为研究对象,通过数值模拟研究分析了粗糙元段压降、努塞尔数以及热源器件接触面上的温度。结果表明,三角形粗糙元间距为0.3mm的矩形微通道内的散热性能较好,与光滑矩形微通道相比,热源器件接触面上的温度可以降低10.41%。     

深圳市建筑室内外脉动风特性实测研究

利用现场实测的方法对深圳市某办公建筑室内外的自然风脉动特性进行研究,经实测数据的统计分析,得到建筑室内外的平均风速、湍流强度、湍流积分尺度及湍流的谱特性等脉动风特性.分析结果表明：处在建筑群冠层的平均风速、湍流积分尺度、湍流能量要高于城市密集层的值;建筑室内出风口的湍流强度比进风口处的略大,说明出风口处的脉动特征较为明显;建筑室内的进、出风口振幅能量不同,而频率波动的近似一致性,说明风的振动频率随着空间尺度稳定传递.     

竖直壁面贴附式送风模式气流组织特性及其影响因素分析

在对通风空调系统现有气流组织形式对比分析的基础上,提出了一种基于竖直壁面贴附式送风的新型气流组织形式。采用实验验证后的SST k-ω模型,对不同送风温度和速度下房间温度场和速度场分布进行了数值模拟研究,同时分析了排风口位置、房间尺度、送风口位置对该气流组织形式的影响。研究表明,送风速度是该模式气流组织特性的主要影响因素。房间气流组织效果与房间尺度和送风口位置有较大关系,受排风口位置影响较小。通过合理的参数设置,能够实现竖直壁面贴附式送风模式在现有建筑通风空调系统中的工程应用。     

基于CFD的双块式无砟轨道道床板混凝土浇筑模拟分析

双块式无砟轨道在我国高速铁路中运用广泛,但道床板混凝土在浇筑过程中由于施工不当容易在轨枕底部形成空洞或气泡,影响轨道结构的长期耐久性。文章以轨排法现浇道床板的施工过程为研究对象,基于流体力学理论,根据混凝土浇筑前双块式无砟轨道的结构形态,对混凝土浇筑过程进行模拟,分析混凝土浇筑参数对道床板混凝土最终质量的影响。运用等效面积原则建立考虑轨枕及其桁架钢筋、流动态混凝土的二维模型,分别考虑壁面光滑和粗糙情况,以混凝土的入流速度为变量,选用合适的湍流模型,对流场变化进行分析,并探讨了浇筑方法的影响。分析结果表明:目前浇筑方式易在浇筑过程中产生气泡,且多集中于混凝土入流处及钢筋周边,若让混凝土从轨枕下尽可能多的流出后再变更浇筑位置及适当的振动,能够有效减少气泡的出现,改善道床板混凝土的施工质量。