椭球体有攻角绕流对称面上三维湍流边界层的数值计算

本文应用零方程模型和二方程模型计算了椭球体有攻角绕流对称面上的三维湍流边界层.对k-ε二方程模型的外边界条件的形式进行了分析和归纳,给出了确定准则.对过渡区的处理进行了较为详细的讨论.计算中也探讨了来流攻角、来流速度以及椭球体几何形状对流动的影响,计算结果与实验数据吻合良好.     

椭球体有攻角绕流三维层流边界层的数值计算

利用驻点方程和周向相似确定头部边值分布,提出一种宜于工程应用的头部简化处理方法,计算了椭球体有攻角绕流的三维层流边界层流场及三维边界层纵向分离和周向回流.计算结果与实验结果吻合良好.     

可压缩机翼绕流的数值模拟及其稳定性分析

运用数值模拟的方法分别模拟了马赫数为0.5、攻角为3和8的可压缩的机翼绕流流动,同时研究了马赫数为0.75、攻角为1.5,5和8的具有激波的可压缩流动机翼绕流,模拟结果与实验数据符合良好。采用能量梯度方法分析了流体流动的稳定性,研究发现:Spalart-Allmaras湍流模型能够准确反映出可压缩机翼绕流流动的流场特性;对于未产生激波的可压缩机翼绕流,背风的一侧首先发生失稳,且在机翼前端的上缘首先发生失稳;对于具有激波的机翼绕流,激波处的能量梯度最大,首先发生失稳。     

波浪能发电“点头鸭”式稳态绕流数值模拟研究

以FLUENT软件为平台建立二维数值模型,对＂点头鸭＂在不同攻角不同来流速度下的稳态绕流进行了数值模拟。本文模拟得到了不同攻角和来流速度下＂点头鸭＂受到的波浪力,以及相同攻角下＂点头鸭＂在不同来流速度时的速度场,并进行了分析和对比。所得结论可为开发利用高效飘浮式波浪能发电装置提供理论依据。     

基于Fluent的边界层转捩仿真研究

基于Fluent软件,利用已有的RANS求解器,采用SST k-omega湍流模型,对Aerospatiale-A翼型流体绕流问题进行了数值模拟,分析了不同攻角下翼型流场的速度与压力分布云图,并在攻角为13.1°与13.3°条件下,将仿真计算结果与国外风洞实验数据进行了对比分析。结果显示,在该条件下,能够观测到边界层转捩现象,并且直接数值模拟结果与已有的风洞实验数据吻合,验证了仿真结果的可靠性。     

压气机叶片前缘形状与局部损失相关性

压气机叶型的椭圆形前缘相比传统圆弧形前缘能减小流动损失,扩大攻角范围,但加工难度提高。为了尽可能减少加工成本、充分利用椭圆形前缘的气动优势,研究了在不同来流条件下椭圆形前缘与圆弧形前缘的气动性能差异。利用椭圆方程重新设计CDA叶型的前缘;引入SST湍流模型加γ-θ转捩模型对计算模型进行数值模拟,分析叶片前缘的切向速度与熵分布;研究了叶片前缘曲率与局部流动损失的相关性,并详细比较了在不同来流条件下椭圆形前缘与圆弧形前缘的气动性能。分析结果表明,在攻角小于2°的正攻角、较高来流马赫数、较低来流湍流度与雷诺数条件下椭圆形前缘优势更明显。     

流体绕多个钝体不稳定分离流动数值仿真

采用离散涡方法对绕多个钝体不稳定，分离流动进行了数值仿真。数值试验结果表明，在来流对称的条件下，绕双圆柱流动是双稳态的，这和实验是一致的，绕多个钝体的流动更为复杂，前排对后排的流动存在很大的影响，尤其在前排不仅是一个物体的情况下。计算中还包括了物体的不同截面形状，这些计算结果将有助于各种换热器，海洋平台、建筑群布置等正确设计，改变以往仅按平均、稳定流动的设计。     

基于SST湍流模型的圆盘空化器超空泡特性仿真分析

基于全空化模型和SST k-ω湍流模型,对圆盘空化器的空化流动进行了仿真。首先,分析了平头回转体表面的压力分布,所得结果与Rouse和Mc Nown的试验结果符合良好,验证了文中数值方法的有效性。其次,计算得到了不同空化数下无攻角圆盘空化器的超空泡形态特性和阻力特性,并与经验公式进行比较,二者具有良好的一致性。最后,对带攻角圆盘空化器进行了仿真,分析了攻角对超空泡形态特性和流体动力特性的影响。研究表明空化数和攻角都对超空泡的主要尺寸有影响,而攻角还会对超空泡的对称性和回射流现象产生显著的影响,此外攻角对圆盘空化器的流体动力特性也有比较大的影响,尤其是对升力系数有着直接的影响。研究结果为圆盘空化器在水下航行体上的应用提供了参考。     

涡发生器对风力机翼型绕流场的影响研究

为了研究涡发生器对风力机专用翼型气动性能的影响,采用数值模拟的方法对带涡发生器风力机的翼型进行了数值计算.首先对具有试验数据的带涡发生器翼型进行了数值计算,验证了计算方法的可行性;然后采用该计算设置对所要研究的风力机翼型在多个攻角下的情况进行了计算.结果表明:在小攻角下当翼型未发生流动分离时,涡发生器可能使翼型升阻比降低;当攻角增大,翼型发生流动分离时,涡发生器可以有效推迟流动分离,增大失速攻角,提高升阻比.     

零攻角椭球体层流和湍流边界层的差分计算

本文采用有限差分法（盒子法）计算了零攻角椭球体不可压层流和湍流边界层，应用Newton法求解驻点方程作为初始条件，并研究了边值（无 穷远边界）的驻点方程转化成初值的问题。驻点方程的计算值与文献的数值解是一致的；椭球体的壁剪应力的数值解一文献的数值解及实验值吻合良好。     

SF_6压气式灭弧室冷态气流场与介质恢复强度计算

提出了变形流体网格两步法并对可压缩气体非稳态控制方程进行了数值求解,此方法可解决 跨音速、冲击波共存的情况．对ＳＦ_６断路器开断过程中灭弧室内粘性气体的流动特性进行了数值计 算,给出了在触头开断过程中气流特性的分布情况,解决了ＳＦ_６断路器灭弧室内具有大畸变的粘性 流体的数值计算．并对灭弧室开断小电容性电流后的介质恢复强度进行了计算．     

SF6压气式灭弧室冷态气流场与介质恢复强度计算

提出了变形流体网格两步法并对可压缩气体非稳态控制议程进行了数值求解,此方法可解决跨音速、冲击波共存的情况。对SF6断路器开断过程中灭弧室内粘性气体的流动特性进行了数值计算,给出了在触头开断过程中气流特性的分布情况,解决了SF6断路器灭弧室内具有大畸变的粘性流体的数值计算。并对灭弧室开断小电容性电流后的介质恢复强度进行了计算。     

混合有限分析法对加热Poiseuille流的数值模拟及分析

加热Poiseuille流是晶体生长控制技术中常见的一种流动,用混合有限分析法对之进行数值模拟,给出了流场的流线、涡量、压力和温度的等值线图;并给出了雷诺数和密度弗汝德数的倒数与产生漩涡的关系曲线.     

二阶ETG有限元方法在低雷诺数流动模拟中的应用

本文提出了二阶全展开Euler-Taylor-Galekin（ETG）有限元方法,并应用于对低雷诺数二维不可压缩粘性流动的模拟。深入考虑粘性不可压缩流Navier-Stokes方程中每个子项的作用,利用二阶Taylor全展开完成时间项向空间项的转化,采用时间推进和张量分析的方法推导了N-S方程的有限元离散格式。对具有典型意义的低雷诺数方腔拖曳流、后台阶流及二维方柱受限绕流进行了模拟,得到与相关文献较为一致的结果。表明本文提出的二阶全展开ETG有限元方法是一种具有较好稳定性和较高精度的算法。     

节流变压降流量测量的精度分析及其计算机计算

根据节流变压降流量的测量原理及误差传递理论,建立流量测量误差的计算数学模型,分析了测量误差各项对系统总误差的影响。编制了计算机分析程序,对电厂锅炉给水流量测量成套装置的精度进行了分析计算并给出了使用精度图。为节流变压降流量测量装置的设计和使用提供了一个简便实用的误差分析软件。     

混流式水轮机导流叶栅流场的边界元计算

本文将边界元法用于混流式水轮机导流叶栅流场的数值计算,提出了将Kutta条件引入边界元方程求解的直接法,避免了通常需要的迭代过程,提高了计算效率。编制的计算机程序可用于计算固定导叶与活动导叶不同排比的流场。计算结果是令人满意的。     

沙水中轴流式水轮机的优化设计及其CAD系统

本文作者从流体动力学出发 ,依据多相流动理论 ,研究了轴流式水轮机过流部件中的沙水运动、泥沙磨损机理及流动特性 ,分析它们之间的关系 ,优化流道参数。并利用奇点分布法来设计轴流式水轮机转轮叶片 ,开发出了轴流水轮机的转轮叶片水力设计的CAD系统 ,给出一具体算例。     

神经网络方法评价泥石流危险度

近年来,泥石流问题的研究得到了广泛重视,泥石流危险度评价领域也取得了前所未有的发展。总结了泥石流危险度的评价方法,介绍了模型试验、数值模拟方法、灰色关联度法、神经网络方法及GIS和RS方法。计算了神经网络算例,并与已得泥石流危险度评价成果进行对比,验证了神经网络在危险度评价领域的实用性。最后认为以GIS和RS技术为基础,神经网络方法在定量评价的单沟和区域泥石流危险度评价领域具有广泛应用前景。     

水力机械叶片尾流机理研究

建立了基于弱可压缩流体基础之上的非恒定、粘性流数学模型,采用大涡模拟计算方法,固壁边界条件采用＂部分滑移条件＂,成功地对水力机械叶片尾流现象进行了模拟计算.计算结果表明,水力机械在非设计工况下,叶片绕流流态十分复杂,在负压面存在回流、脱流旋涡,以及叶片尾流.叶片正压面流速与叶片负压面流速差较大,加上负压面上的脱流旋涡,是形成叶片尾流的原因.尾流内存在周期性很好的类似卡门涡列的流动现象,其频率与叶片绕流状况有关,随着叶片入流角增加而增大,且属于低频范畴,因此,不能简单地采用圆柱绕流卡门涡街的频率公式进行计算.