热源尺寸对矩形腔内自然对流的影响

本文采用有限容积法对不同尺寸热源在水平腔体内引起的自然对流问题进行了数值模拟,通过改变热源无因次长度ε和Rayleigh数的大小,分析了不同工况对矩形腔内流场结构和热源表面Nusselt数的影响,并对顶部冷却和侧壁冷却这两种不同边界条件的计算结果进行了比较。结果表明：^Nu数随着ε和Ra的增大而增大;侧壁冷却这类矩形腔其热源表面^-Nu数总体较大。     

突扩通道内横掠圆管对流换热的数值模拟

采用非稳态数学模型对突扩通道内横掠圆管流动与换热进行了数值模拟。分别对不同雷诺数Re以及不同通道突扩比Er情况进行数值模拟。结果表明:随着Re的变化,数值解有稳态,周期振荡和混沌。同时随着雷诺数的增加,圆管附近的换热不断增强。对于不同突扩比,当10≤Re≤100和250≤Re≤300时,圆管的换热随着通道突扩比的增加而变弱;当100Re≤200时,圆管换热并不单调减弱。     

封闭腔体内大空间自然对流的数值模拟

为了研究由四棱柱和其内部多支水平圆管所构成的封闭腔体的内部自然对流热交换情况,在有限体积法的基础上采用层流模型,对4种水平圆管数量与结构不同的封闭腔体内部温度场和流场进行了数值模拟,并初步研究了封闭腔体内换热管周围温度场分布及其均匀性。     

多孔介质壁面封闭腔体自然对流传热的数值模拟

多孔介质壁面封闭腔体的自然对流在太阳能暖房、蓄热腔体等中有重要的应用。该文针对左侧部分多孔介质壁面矩形封闭腔体,基于有限元法对封闭腔体的自然对流换热进行了数值模拟,得到了在不同Ra数、宽高比A以及不同壁面工况条件下腔体内空气的速度分布,同时获得右壁面的平均Nu数。研究结果表明:随着A的增大,腔体内的流动减弱,右壁面换热减弱;而左侧部分多孔介质壁面对腔体的流动换热产生很大的影响。     

多个离散热源的矩形空腔内自然对流的数值研究

本文对顶部散热的矩形空腔内某一竖侧壁上存在有5个离散热源时的自然对流换热问题求出了数值解。文中讨论了Ra及空腔高宽比对换热的影响。此类问题对电子器件的散热有较大参考价值。     

考虑水的密度反转特性的二维套管自然对流模拟分析

利用热和流体流动控制方程,以温差驱动的二维同心圆环套管自然对流换热为对象,分析讨论了水在4℃附近密度反转特性对流动和传热的影响,设置了三种等温差方案,分别给出了流场和温度场,并分析了各自的传热与流动原因。分析结果表明:在不包括4℃的温度方案中,各自研究区域内均能得到一个完整的循环流动,但流动方向有所不同,同时在套管的壁面附近均存在较大的温度梯度,主流区温度梯度较小;在相同温差条件下,水的密度反转特性对于传热性能影响较大,在工程应用中,应该充分考虑水的密度反转特性。     

新建隧道正交下穿既有隧道间距影响分析

随着我国城市地下交通轨道的不断完善,在新建地下交通路线中会遇到越来越多的既有结构物,且形式会越来越繁杂,新建隧道近距离下穿既有隧道就是最常见的结构形式之一。针对新建隧道正交下穿既有隧道,利用MIDAS GTS-NX和FLAC3D软件对不同间距条件下的下穿隧道进行数值模拟。在此基础上,分析新建下穿隧道正交既有隧道施工间距的影响,确保新建与既有隧道的施工安全和运营安全。     

在井流影响下的对流—弥散问题研究

本文针对在对流－弥散问题的数值计算中，井点附近容易出现不合理的现象，从理论上推导出井流项（源汇项）在对流－弥散方程中的具体表达式，探讨了问题出现的原因，并提出了求解对流－弥散问题的４种计算方案。最后通过一个算例，验证了本文处理源汇顶的可行性，并对４个计算方案进行了比较，计算结果表明，在实际应用中，可以忽略弹性储（释）水对溶质运移的影响，也可把注水进为浓度第一类边界处理，经这样处理后所引入的误差不超     

在井流影响下的对流－弥散问题研究

本文针对在对流一弥散问题的数值计算中，井点附近容易出现不合理的现象，从理论上推导出井流项（源汇项）在对流一弥散方程中的具体表达式，探讨了问题出现的原因，并提出了求解对流一弥散问题的４种计算方案．最后通过一个算例，验证了本文处理源汇项的可行性，并对４个计算方案进行了比较．计算结果表明，在实际应用中，可以忽略弹性储（释）水对溶质运移的影响，也可把注水井作为浓度第一类边界处理，经这样处理后所引入的误差不超过０．５％．     

微通道流体物性对流动与传热影响的数值模拟和实验研究

针对微矩形通道内单相层流流动和传热特性进行实验研究和三维数值模拟研究.微矩形通道宽为50μ m,高为200μ m,工质采用去离子水.讨论流体热物性随温度变化对流动传热特性的影响.并把实验数据、模拟结果和文献参考值比较.结果显示,恒热流边界条件下,由于热量加入导致流体温度沿流动方向升高,摩擦系数沿流动方向有递减趋鼢势.进口处的Nu数有最大值,在L*=0.2处降到最小值,之后又攀升到充分状态时的Nu数值.在充分发展段,Nu数保持不变.黏性耗散对热起始段的作用不能忽略.     

水平管内螺旋流涡特性数值模拟

螺旋流是工程上常见的流动现象,具有增强湍流度、促进传热传质和提高对颗粒的携带能力等特性。该文采用雷诺应力湍流模型(RSM)对水平管内由短螺旋扭带起旋的螺旋流流动特性进行了数值模拟研究,通过激光多普勒测速仪(LDV)测速实验验证了数学模型的准确性和可靠性。结果表明,水平管内螺旋涡首先在扭带吸力面形成,且形成初期,涡量的大小受主涡影响较大,二次涡形成后,涡量大小主要受二次涡影响。在形成过程中二次涡增强了壁面附近的速度脉动,能够有效地增加介质的掺混。此外,由于二次螺旋涡的存在,使水平径向压力梯度增加,靠近壁面处的轴向速度减小,近壁处切向速度值增大1倍,且径向速度在螺旋流中不可忽略。     

方腔内热对流的高精度数值模拟

该文从二维方腔流动的涡流函数方程出发,建立了方腔内热对流的非定常数值计算模型。通过在空间上引入非均匀网格,提高壁面附近的分辨率;以及采用二阶守恒型的Arakawa格式处理非线性的对流项,既保证了多种物理量的守恒性,也同时提高了数值模拟的精度。数值计算表明,本文的计算格式与其它的同阶格式相比,具有更高的精度。     

近壁水平圆柱绕流漩涡特性流场计算

该文运用计算机数值模拟了均匀流绕固定圆柱的流场.对3种模型进行了分析,分别是:孤立圆柱绕流、串列双圆柱绕流和并列双圆柱绕流.实验中主要模拟了雷诺数为20、40和100时的绕流流动,并得到流场的速度等值线图、速度欠量图和流线图.计算结果发现:当雷诺数为40时,流场有明显变化,有趋势但并没有形成明显的卡门涡街.     

水平吸水管悬空高对泵站进水池进水特性影响

针对某些大型泵站进水池进水特性不良,泵站运行效率严重下降等问题,采用ICEM-CFD软件来构建泵站进水池三维模型并进行网格划分,利用计算流体力学中的Fluent软件,基于标准的k-ε湍流模型,对泵站进水池流态进行了数值模拟,并研究了水平吸水管悬空高对泵站进水池进水特性的影响。研究结果表明:水平吸水管悬空高与泵站进水池的进水特性关系密切,适当增加水平吸水管悬空高能够明显改善进水池的进水特性,然而一味地增大吸水管的悬空高的做法并不可取,因此,推荐泵站水平吸水管的悬空高取值范围为1.2~1.5 D。     

高雷诺数下双圆柱绕流的数值模拟

本文使用表面涡法研究高雷诺数下不同排列方式双圆柱绕流的流动状态，计算了双圆柱在并列、串列及级列的情况下的各种流动结构，涡街的变化及作用在圆柱上的受力情况。本文结果清楚地描述了双圆柱绕流复杂的流动状况，计算结果与实验显示的流动状况十分相似，斯特罗哈数和阻力系数与实验结果符合得很好。