三维数值波流水槽的构建及验证

文章基于Reynolds平均的Navier-Stokes(RANS)方程,建立波流联合作用的三维数值水槽,在上游边界采用速度入口的方式造波和造流,在下游采用动量源项的方法进行消波,并对三维数值水槽的瞬时波面和速度分布进行了考察。结果表明:采用速度入口造波流和明渠出口出流的方法,数值水槽能够保证波浪传播的完整性和规则性,整个水槽的流量守恒,液面不会出现抬升的现象。源项消波的方法可以快速使得波面变得平静,上游传递过来的波流场会迅速过渡为均匀流的形态,消除了波浪反射对上游波流场的影响。还对比了不同位置处沿水深方向的速度时均分布,整体来看在中上游位置处速度分布与纯流及波流实验数据吻合较好,而在下游靠近消波段的位置,由于消波作用影响,导致上部流速减小。     

附壁射流燃烧器冷态试验研究

本文对新型附壁射流燃烧器进行了冷态试验研究，得到组合射流速度场和两相流浓度场以及相应的分析结果，最后提出了准则方程。     

干粉灭火剂颗粒性质对两相湍射流影响的研究

为研究干粉灭火剂颗粒性质参数对气固两相射流流动特性的影响规律,基于ANSYS Fluent计算平台,采用欧拉-欧拉模型对湍射流外流场进行三维数值模拟研究。通过试验验证数值模拟模型及结果的准确性,分析干粉颗粒浓度和密度参数对喷射器外部气固两相流场及地面扩散效应的影响规律。研究结果表明,不同干粉颗粒浓度和密度对气固两相喷射特性及颗粒空间分布具有显著影响。颗粒浓度与射流冲击后粉末覆盖区域面积及固相浓度呈正相关,气相速度场剧烈变化。随着颗粒密度的增大,喷射距离呈现增大趋势,地面粉末分布由U形逐步向V形转变,干粉颗粒集中性更佳。     

微重力下低速空气伴流对甲烷-空气层流扩散火焰特性的影响

研究微重力下空气伴流对层流射流扩散火焰特性的影响,可为航天领域中火灾探测研究提供理论支持。在国家微重力实验室落塔式设施中进行了短时（3.6 s）微重力实验,获取不同伴流空气速度下甲烷火焰的特性。结果表明,层流射流扩散火焰特性会受到微重力环境下低速空气伴流的影响。当气流速度为0~0.5 m/s时,在微重力环境下无法观察到火焰振荡现象,随着伴流速度增加,火焰的长度和直径减小,但是与长度相比,直径没有明显变化;随着伴流速度的增加,微重力环境下甲烷火焰的辐射热损失率降低,而微重力火焰的辐射热损失率比常重力下大。     

环形射流作用下吸气流动的研究

建立了环形射流作用下的吸气流动实验台，设计了带有产生旋转射流叶片的风口。测量了该吸气流动在不同工况下的临界射流速度、速度场分布、有效作用范围。利用回归的方法对临界射流速度的实验数据进行分析，得到其与吸气量、吹气口宽度、叶片数三个因素的关系表达式。用理论分析确定速度分布，并在其基础上计算有效作用范围，结果均与实验数据吻合得较好。     

医用方舱舱室温度环境数值仿真研究

建立了舱室温度环境三维空气湍流流动与传热的数学模型，运用有限元方法，在空调冷射流作用下，对机动医疗系统中检验方舱舱内空气温度场、速度场进行了数值仿真，研究了舱内温度场的瞬态分布状态及变化规律，井通过试验研究，验证了计算方法的准确性。     

计算域对管内受限射流流动特性的影响

本文以工业通风为背景,旨在研究管内受限射流流场特性。在平行流射流送风下选取三种计算域(未扩展、圆筒式、锥筒式)进行数值模拟,探究了低速、压力出口为大气压时射流的衰减变化规律;利用CFD Fluent远场边界条件选取出口压力计算域,建立了二维轴对称模型并采用RNG k-ε二方程求解;分析了送风射流下三种计算域基本段势流特征,管流段沿流动方向截面速度分布。     

矢流洁净室静态模型实验研究

本文对矢流洁净室进行了静模型实验研究,实测了静态工况下模型间内的速度场,并在室内设置点污染源,实测了室内浓度场,得出了这种洁净室的污染物分布特性。实验结果表明,矢流洁净室内气流流型属于空气洁净技术中较为合理的气流流型。     

人工扰流条件下喷射火焰的倾角计算

综合考虑喷口直径及射流夹角等因素的影响,利用Thornton模型和相交射流理论推导得出人工扰流条件下的喷射火焰倾角计算公式。通过专门设计的实验装置对人工扰流条件下的丁烷射流燃烧形成的火焰倾角进行实例分析,考察火焰倾角特性及相关影响因素,探讨空气扰流速度变化对火焰倾角的影响,并对公式进行初步验证。结果表明:理论计算结果与实验结果规律吻合;火焰倾角与人工扰流速度以及两射流夹角成正比;同一人工扰流速度下,火焰倾角随着燃气射流速度的增加而减小。     

风幕式抽油烟机对控油烟效果的数值模拟分析

通过数值模拟方法,建立典型居民厨房的三维物理模型,研究风幕式抽油烟机在3种不同射流角度(15°,30°,45°)下的厨房气流速度场、流线和污染物浓度分布规律。模拟结果呈现以下规律:与传统上吸式抽油烟机相比,在相同排风量情况下,厨房区域各点对油烟的捕捉速度增大24%以上,烹饪操作区域油烟浓度显著降低,且风幕的存在抑制了边角区域涡流的形成;当射流角度a=30°时,控制速度提升最快,油烟既能顺利排出,又防止了油烟排出路径过于靠近墙壁而粘附的二次污染。