液柱在激波冲击下RM不稳定性和破裂过程的数值计算

对液柱受到激波冲击后在气流中的变形断裂过程进行了数值计算,研究了在该过程中RichtmyerMeshkov(RM)不稳定性的具体表现。应用Fluent软件,数值模拟了二维(2D)和三维(3D)液柱在激波马赫数为1.10、液柱初始直径为2.76mm的情况下,气/液界面上RM不稳定性的演化过程以及液体周围的流场。计算结果表明,初始扰动数目对RM不稳定性的影响显著;液柱在横截面平面(Z方向)发生变形失稳,导致沿液柱轴向出现变形失稳。数值计算的结果与已有的实验结果吻合较好。     

摩擦液柱成形过程的二维CFD数值模拟

采用Gambit软件建立了摩擦液柱成形（FHPP）过程流场的二维轴对称模型,运用商业计算流体动力学软件Fluent对FHPP稳态阶段塑性金属的流动情况进行了数值模拟。通过改变模拟过程中的单一关键参数而保持其他参数不变,分别讨论了金属棒和孔洞之间径向间隙、材料粘度、金属棒转速、金属棒进给速度以及基材孔底形状等对理想金属塑性流体流动成形过程中速度场和压力场分布变化的影响。结果发现,塑性金属材料的压力分布主要受进给速度（即轴向力）和材料粘度的影响,与金属棒的旋转速度和径向间隙关系不大;而速度分布受进给速度以及径向间隙的影响不明显,但与金属棒的旋转速度关系密切,尤其是靠近速度入口面以及金属棒附近的材料受旋转作用影响显著;通过改变基材孔洞底部的形状,可以改善塑性金属材料的流动情况,同时也揭示了实验过程中孔洞底部存在缺陷的原因。     

激波诱导油液柱变形、破碎及其雾化过程研究

为进一步了解柴油爆炸抛撒云雾形成过程以及爆炸性能,开展了激波作用-10#柴油液柱实验.采用阴影成像技术记录油柱的变形、破碎行为和雾化过程,建立了油柱变形与破碎模型,并根据无量纲参数公式计算了油柱破碎模式,分析了激波作用后油柱变形和破碎雾化的特征.结果表明:激波遇到油柱会发生绕射现象,激波诱导的高速气流将继续作用油柱,油...     

进气方式对液柱喷射试验塔内部流场的数值模拟

以新型液柱塔的实验装置为研究对象,利用计算流体力学通用软件对其内部气体流场进行模拟,气流湍流由k-ε模型描述,预测了不同进气方式下的气相湍流流场分布及沿塔高方向不同截面上的气速分布。模拟结果表明,不同的进气口形式对气速分布影响很大,可通过改进进气口结构对塔内气流分布进行优化。模拟得到了最佳进气口形式:开口窄边弦径比d1/D=0.3,宽边弦径比d2/D=1。     

激波在Laval喷管中传播特性的数值研究

采用高解GRP有限差分方法求解了激波在Laval喷管中的传播特性.按照不同喷管截面形状及入射激波Mach数,得到七种可能的波谱结构。     

调谐液柱阻尼器参数计算的简化方法

建筑振动是结构工程中遇到的主要问题之一,如何减震已经成为该领域的研究热点.大量的理论实践证明,调谐液柱阻尼器(tuned liquid column damper,TLCD)是一个能有效减震的装置,并且由于其结构简单,易于安装,已经越来越多的在实际工程中得到应用.TLCD对建筑物减震效果的好坏,取决于其自身的参数,参数的选择至关重要.但是,由于液体固有的非线性阻尼特性,如采用传统的迭代法来计算参数,需要大量的时间用于计算,本文针对这个问题,提出了一种简化计算方法,以便能更方便地得出TLCD最优化的减震参数,进而方便设计合适的阻尼器.     

恒馏出液组成常规间歇精馏过程模拟的数值计算误差

为了完善间歇精馏过程的模拟技术,研究了模拟间歇精馏过程的数值计算误差及其相对稳定定量方法。采用拟稳态法模拟理想条件下恒馏出液组成操作常规二元间歇精馏过程,总汽化量数值计算结果的误差是截断误差、舍入误差和传播误差的耦合。根据大数定律,提出了理论板有限时,总汽化量数值计算结果误差的近似计算方法,及提出了采用拟合法计算Richardson外推法的误差系数。拟合法通过拟合足够多组总汽化量的数值计算结果和相应的过程离散段数计算误差系数,有效降低了（或消除）随机误差（舍入误差和传播误差）对计算误差系数的影响,提高了Richardson外推法估计截断误差的准确（稳定）性。     

恒馏出液组成常规间歇精馏过程模拟的数值计算误差

为了完善间歇精馏过程的模拟技术,研究了模拟间歇精馏过程的数值计算误差及其相对稳定定量方法.采用拟稳态法模拟理想条件下恒馏出液组成操作常规二元间歇精馏过程,总汽化量数值计算结果的误差是截断误差、舍入误差和传播误差的耦合.根据大数定律,提出了理论板有限时,总汽化量数值计算结果误差的近似计算方法,及提出了采用拟合法计算Ric...     

液柱冲击塔湿法烟气脱硫的试验研究

设计了一种新型的液柱冲击塔脱硫装置，通过冷态试验研究各种结构和运行参数的变化对液柱冲击塔脱硫效率的影响。研究结果表明，在试验范围内，液柱冲击塔的脱硫效率随着喷液密度、塔内风速、液气比、循环水池pH值、烟气入口温度的增大而提高，随着SO2入口质量浓度的增大而降低。减小液柱冲击塔阻挡层的通流截面或阻挡层与液柱喷嘴之间的距离可以有效改善脱硫浆液的雾化效果，从而显著提高脱硫效率。选择适当的结构和运行参数，液柱冲击塔的脱硫效率可以达到95%以上。     

氧—氮混合气体在正激波后平衡态的数值模拟

对氧－氮混合气体在正激波后的平衡态进行了数值模拟。用统计热力学方法中的配分函数计算化学反应平衡常数，考虑了气体组分的平动，转动，振动和电子能量，用多变量牛顿－菜卡生法求解控制方程组，在较宽的马赫数范围内得出令人满意的结果。     

爆炸冲击波的环流效应数值模拟研究

利用任意拉格朗日欧拉（ALE）算法和炸药爆轰产物的JWL状态方程。针对有障碍物阻档时空气冲击波的环流现象进行数值模拟，得到在爆源周围有障碍物时爆炸场初始发展、环流情况及整个传播过程，并分析了空气冲击波的环流规律。研究结果表明，所采用的方法可以很好地描述空气冲击波环流流场参量分布与变化规律。数值模拟结果符合物理规律。     

Numerical Simulation of the Protective Effect of Complex Boundaries Toward Shock Waves in a 3D Explosive Field

A numerical method is presented that simulates 3D explosive field problems.A code MMIC3D using this method can be used to simulate the propagation and reflected effects of all kinds of rigid boundaries to shock waves produced by an explosive source.These numerical results indicate that the code MMIC3Dhas the ability in computing cases such as 3D shock waves produced by air explosion,vortex region of the shock wave,the Mach wave,and ceflected waves behind rigid boundaties.     

激波诱导火焰变形的数值模拟

在充满氢气空气混合气体的激波管中,对激波诱导火焰变形失稳的过程进行数值模拟.根据计算结果讨论流场中激波结构与火焰形状的变化情况,同时给出激波诱导火焰燃烧转爆轰的形式和发展过程.结果显示:激波与火焰作用过程中存在λ结构和二次激波诱导区域的形成,入射激波马赫数为2.3时形成爆轰.     

瓦斯爆炸运动火焰生成压力波的数值模拟

从三维N-S方程出发，用TVD格式，对瓦斯爆炸过程中火焰产生压力波的过程进行了数值模拟，在此基础上，模拟了氢氧燃烧驱动的破膜过程以及破膜前后压缩波、稀疏波对火焰阵面的影响，同时，也研究了瓦斯爆炸过程中，压力波、火焰与障碍物的相互作用，数值模拟结果与理论分析吻合较好，从而进一步验证了该程序能处理含有化学反应和复杂管道的预混可燃气体爆炸问题。     

利用气体传压提升液体过程的数值计算

本文对于利用气体传压提升液体过程进行理论分析,导出基本方程,并指出此过程可进行的基本条件。最后进行数值计算。     

排水型高速双体船兴波问题的数值计算

以一种基于NURBS(non-uniform rational B-splines，非均匀有理B样条)的域外奇点高阶面无法计算了排水型高速双体船兴波波形与波形阻力。该方法以NURBS准确地表达船体表面、待求的自由面兴波波形和船体表面上及置于自由面上方一定高度的未知源强分布曲面。所引入的方尾边界条件及相应数值处理简单而有效。计算结果较好地反映了排水型高速双体船由于片体内侧的散波干扰作用而形成的复杂兴波波系的特征并求得与实验值接近的波形阻力。     

基于VOF法的液舱晃荡数值模拟及载荷计算

建立了液舱晃荡的有限元模型,运用CFD计算软件Fluent 6.3模拟了单激励和耦合激励下不同舱室结构以及不同幅度的液舱晃荡,并计算监测点压力,得到了晃荡在激励下的变化规律。对仿真结果进行讨论分析。     

钢管混凝土柱对爆炸冲击波影响的数值模拟研究

通过LS-DYNA软件对两种截面的钢管混凝土柱在爆炸荷载下爆炸冲击波的传播过程进行了三维数值模拟。混凝土采用HJC模型,钢管采用了考虑应变率的随动硬化塑形模型,炸药采用TNT炸药,使用LS-DYNA程序中的高能炸药爆轰产物压力-体积关系的JWL状态方程分析了爆炸冲击波的传播过程,得到了在不同比例距离下爆炸冲击波在通过两种截面柱子时超压峰值的衰减及增大规律。     

电磁场数值分析的约束条件

系统地分析了各种电磁场数值分析中引入约束条件的必要性。分析说明：电荷守恒定律是静电场计算的约束条件；电流连续性原理是涡流场计算的约束条件。还说明：在恒定磁场中，若用矢量磁位建立数学模型，则在二维场计算时，库仑规范自动满足，但在三维场计算时，必须强加规范选择。还介绍了静电场和涡流场中约束条件的实施方案。