螺旋流分支管模件的数值模拟和试验验证

本文利用经改造过的KIVAII程序，采用非正交贴体网格方法对螺旋流排气系统始模件的流场进行了三维稳态计算，并与利用三维粒子运动分析仪（PDA）对其进准三维测量的结果相比较，计算结果与试验结果基本吻合，说明对程序的改造是成功的，并反映了模件流场的三维特征。     

螺旋流三分支管多维流场的测量与数值模拟

排气系统对发动机的性能有很大影响，作者在 Ｍ Ｐ Ｃ排气系统的基础上，提出了一种新型螺旋流排气系统，它利用支管与总管切向斜交，使气体从支管流出后在总管内产生螺旋运动，可以减小气体由支管进入总管时的撞击损失，同时可以防止扫气干扰；气体产生螺旋运动还可以减少总管横截面的二次流损失和局部回流损失。为了深入研究螺旋流排气系统的工作机理，作者利用三维粒子动态分析仪（３ Ｄ Ｐ Ｄ Ａ），对一始端螺旋流三分支模件的稳态湍流流场进行了测量，并用 Ａ Ｌ Ｅ法进行了三维流动数值模拟。模拟结果与测量结果基本吻合，反映了模件流场的三维特征。     

CFX-TASCflow在汽轮机通流设计中的应用

从应用CFX—TASCflow的角度介绍了哈尔滨汽轮机厂有限责任公司(简称哈汽)在汽轮机通流部分全三堆流场设计的应用成果，典型介绍了分流结构叶片、叶片汽封、多级叶片的三维流场计算和新一代亚临界600MW汽轮机高压缸通流气动设计。结果证明，利用CFX—TASCflow能详细地分析三维粘性场各种参数的特性及变化，进一步研究流场中的各种流动情况，控制好流场中的相关参数，合理地设计出高效三维叶片，大大提高了通流效率。     

CFD在水泵设计中的应用

利用三维CFD程序进行了一台单级轴流水泵动叶轮的流场计算，根据计算结果对该水泵的性能进行了分析，从而概括了利用CFD对水泵进行性能分析的方法，对于从事流体机械设计的工程技术人员有一定的参考价值。     

1025t／h亚临界锅炉屏区冷态三维流场计算

以四角燃烧的ＳＧ－１０２５ｔ／ｈ实际锅炉屏区为例，对Ｋ－ε双方程湍流模型应用于锅炉屏区的三维冷态流场进行了计算，并与试验结果进行了比较。     

高强化柴油机气缸套周围冷却水流动的数值模拟和试验研究

针对柴油机的冷却进行精确计算，必须对柴油机内部流场进行深入的三维数值模拟和试验研究。首先分析了柴油机冷却水流动的数值模拟计算方法，建立了某柴油机气缸套周围复杂水腔的三维实体模型，并采用FIRETM软件对水腔模型进行计算，得到冷却水在缸套复杂水腔内的三维流场；再运用流量压力测量法和流动显示法对透明气缸套水腔内的冷却水流动进行试验。对比分析结果表明数值模拟计算的冷却水流动方向和流量大小与试验测量和观察结果相一致缸套水腔改进后冷却水的流量和压力分布合理，水腔内微涡和流动死区减少，缸套穴蚀减轻，此数值模拟方法是合理的。     

不同排气系统三通结构流动规律的试验和计算研究

针对发动机排气系统三通模型,通过高马赫数下的稳态吹风试验验证了FLUENT模拟计算模型的精度,结果表明模拟与试验吻合较好,精度较高。通过三维计算,分析了模件式脉冲转换器(MPC)和模件式多功能脉冲转换器(MMPC)两种排气系统的三通结构在不同工况下的流场和流动损失规律。计算结果表明:在扫气工况下,MPC系统的可用能损失比MMPC系统小很多,在排气工况下,MMPC系统的可用能损失比MPC系统小;两种系统排气支管间的排气压力波传递情况,表明总管质量流量越大,压力波动对相邻支管的干扰越大,在相同的工况下,MPC系统的支管压力变化对相邻支管的影响要比MMPC系统大,即MMPC系统抗扫气干扰能力更强。     

CFB锅炉炉内的流体动力学应用

ALSTOM能源公司在1991年开发出了一种带内置换热器的CFB锅炉。在建造PROVENCE的250MWCFB锅炉时，为了捕集物料和探头探测证实预先猜测的结果，在PROVENCE锅炉裤衩上方安装了一个试验模件。该模件从1996年运行至1997年5月。本文主要讲述这个试验模件的试验和在工业上的应用。     

畸变进气条件下风扇三维非定常流动数值模拟

分析畸变进气情况下轴流风扇/压气机三维流场和性能的三维可压缩模型.该模型利用流线曲率法求得叶片对气流做功的叶轮机源项,然后通过求解带源项的三维非定常Euler方程,对风扇/压气机内部三维流场和性能进行模拟.利用该模型对某一跨音速风扇转子的三维流场和性能进行了数值模拟分析,特别是分析对比了在进口无畸变和进口有畸变情况下的风扇内部三维流场和气动性能.研究结果表明,该三维理论预测模型能有效地分析进气畸变对轴流风扇性能及其稳定性的影响.     

等离子点火器三维燃烧流场的有限速率化学反应数值模拟

针对等离子点火器内三维湍流燃烧流场，采取有限速率化学反应模型，模拟其物理化学过程。湍流流动采用RNGκ-ε模型，燃烧模型采用EDC涡耗散概念模型来估算化学反应速度，热电弧用等效加热区代替。数值模拟结果得出了在富燃料情况的流场特性参数和产物分布。通过对数值模拟结果的分析，实现了EDC模型对活性物质的预测，并为等离子点火器燃烧流场的进一步研究提供了一种新思路。     

进气道稳流试验装置内三维流动特性的数值分析

对稳流实验中两种气门升程下螺旋进气道－气门－气缸内流场进行了三维数值模拟，分析了气道和气缸内的流动特性，比较了不同气门升程对气道和气缸内流动的影响。     

低比速水轮机转轮副叶片对水力性能的影响

基于Numeca的数值模拟功能,以N-S方程为控制方程,采用Sparlart-Allmaras湍流模型和结构化网格,分别对混流式水轮机有无副叶片情况下长短叶片、活动导叶、固定导叶等过流部件的流场进行三维数值模拟,并利用Numeca自带的后处理模块CFView对比分析了两次模拟结果的速度矢量分布、压力矢量分布和流场状况。结果表明,副叶片可使流场的速度矢量、压力矢量分布更加均衡、过流能力更好、水力效率更高。     

尾迹对涡轮动叶气膜冷却影响的三维非定常数值模拟

采用数值计算的方法,对带有前导静叶的旋转涡轮动叶流场和气膜冷却效率进行了三维非定常数值模拟,研究了静叶非定常尾迹对涡轮动叶气膜孔周围流场及冷却效率的影响.结果表明,在不同的动、静叶相位,尾迹的存在改变了涡轮动叶入口来流的周向分布,对射流和主流的掺混流场产生了周期性的影响,使得压力面不同时刻的气膜冷却效率存在一定的波动,...     

反弯角达30°离心压气机叶轮内部流场的数值研究及改型设计

采用一种粘性体积力方法简化三维Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ 方程的求解过程，计算了Ｋｒａｉｎ 叶轮内部流场。使用Ｈ 型网格离散微分方程，离散后的方程使用显式时间推进的有限体积方法求解。还以Ｋｒａｉｎ 离心压气机叶轮为原型，对这个叶轮的叶型形状进行局部修改，根据计算结果发现如何修改叶片形状才能达到改善叶轮性能的目的。     

燃烧器区域速度场对受热面结渣影响的试验研究

应用三维凿子动态分析仪（PDA）对某六角切向燃烧锅炉的冷态模型进行试验研究,通过对燃烧器出口区域气固两相速度场的测量和分析,发现六角切圆燃烧锅炉炉内主旋转气流旋转较弱,在燃烧器上部区域衰减很快,各角射流刚性差异较大,并从流场结构上分析了高温受热面结渣的原因。     

Isotherms in a horizontal differentially heated cavity at intermediate Rayleigh numbers

Rayleigh-Benard convection in a horizontal, differentially heated, high aspect ratio fluid layer is considered. Experiments with three Rayleigh numbers (13900, 34800 and 51800) corresponding to different flow regimes have been performed. The temperature field in the fluid has been recorded in the form of interferometric projections, the fringe patterns representing isotherms. For steady and quasi-steady flow, the three dimensional temperature field has been obtained using an iterative algebraic reconstruction technique. Results show the formation of longitudinal rolls in the cavity at a Rayleigh number of 13900. The flow is unsteady at a Rayleigh number of 34800, but a strong indication of the formation of cubic rolls is seen. At a Rayleigh number of 51800, the flow field is completely unsteady with no discernible pattern. The local ray-averaged Nusselt numbers at each of the heated and cooled walls have been determined at the two lower Rayleigh numbers. The systematic variation of Nusselt number over each of the solid surfaces confirms the flow models proposed at these Rayleigh numbers. The average Nusselt number qualitatively matches the published correlations.     

波节管管内流动传热特性的三维数值模拟

利用Fluent三维数值模拟的方法,以水为介质,研究波节管管内流动传热特性,并进行场协同分析。结果表明:波节管波纹段内强回流区的存在,使其管内扰动明显,管内流动与传热特性都呈周期性规律变化,与外界换热效果良好。经计算,在入口流速为2m/s时,波节管的纵截面平均场协同数为0.347,场协同角为69.69°。     

高效低污染旋流煤粉燃烧器的冷态实验研究

采用三维相位多普勒颗粒分析仪（PDPA）,对一次风管内不同构件以及煤粉浓缩构件遮盖度对旋流燃烧器出口区域的流场和颗粒浓度场进行了实验研究,并对实验结果进行了详细的分析。     

Detailed analysis of polymer electrolyte membrane fuel cell with enhanced cross‐flow split serpentine flow field design

Most generally used flow channel designs in polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs) are serpentine flow designs as single channels or as multiple channels due to their advantages over parallel flow field designs. But these flow fields have inherent problems of high pressure drop, improper reactant distribution, and poor water management, especially near the U‐bends. The problem of inadequate water evacuation and improper reactant distribution become more severe and these designs become worse at higher current loads (low voltages). In the current work, a detailed performance study of enhanced cross‐flow split serpentine flow field (ECSSFF) design for PEMFC has been conducted using a three‐dimensional (3‐D) multiphase computational fluid dynamic (CFD) model. ECSSFF design is used for cathode part of the cell and parallel flow field on anode part of the cell. The performance of PEMFC with ECSSFF has been compared with the performance of triple serpentine flow design on cathode side by keeping all other parameters and anode side flow field design similar. The performance is evaluated in terms of their polarization curves. A parametric study is carried out by varying operating conditions, viz, cell temperature and inlet humidity on air and fuel side. The ECSSFF has shown superior performance over the triple serpentine design under all these conditions.