低Fr数非完全宽尾墩消能特性研究

为了在低Fr数底流消能中应用宽尾墩来增强消能效果,通过水工模型试验和数值模拟相结合的方法研究非完全宽尾墩的消能机理和消能效果。数值模拟的计算成果与水工模型试验成果吻合较好。研究表明:非完全宽尾墩对泄流能力影响很小,不会增大消力池底板脉动压力,且可以增加消力池内的速度梯度,达到附加消能的效果,即在提高消能率的同时,可以消除出池波状水跃。非完全宽尾墩布置方案对中小型水工枢纽布置有较强的参考意义。     

具有弱SORET效应的混合流体行进波对流

从底部加热的薄流体层的对流是研究混合流体对流斑图特性的典型模型之一并已被广泛的研究.研究集中在具有弱SORET效应的混合流体行进波对流的斑图动力学方面. 利用MAC算法通过求解二维流体力学扰动方程组进行了数值模拟. 给出了具有弱SORET效应的混合流体对流的瞬态的对传波(Counterpropagating wave),Blinking行进波,向局部行进波的过渡过程,局部行进波的时空结构及定常行进波的对流场的结构,并进一步研究了斑图的动力学特性等.     

旋转扭带管内传热与阻力性能的数值模拟

为了研究生物质锅炉换热管内插入外源驱动旋转的扭带对传热及阻力性能的影响,建立了不同扭曲比的扭带在不同转速时管内流体流动的三维物理模型.采用RNGk-ε湍流模型对传热过程进行模拟,得出了旋转扭带管内流体的换热及阻力特性.结果表明:旋转扭带提高了管内流体的轴向速度和切向速度;转速为0～10rpm时,转速越大、扭曲比越小,表面传热系数越大,阻力损失也越大;扭曲比在2.06～5.1的扭带,综合评价因子在1.13～ 1.41之间,扭曲比为3.15的扭带综合评价因子最高.     

绕轴旋转旋流分离器内流场的数值模拟

传统静态旋流分离器与螺杆泵配合使用应用于井下进行油水分离时,要求绕其自身轴向旋转,本文针对这一问题,对绕轴旋转旋流分离器内流场分布规律进行数值模拟.分别对壁面旋转方向和旋转速度对流场的切向速度、轴向速度、径向速度等分布规律的影响进行了分析.结果表明,在壁面旋转条件下,各速度分量相互制约,且壁面旋转效应对外涡流区的动量补偿量相对较大.     

NaBr在乙醇—水体系中298.15K下的离子迁移数

建立了一套电动热法测量电解质溶液中离子迁移数的实验装置,通过对ＮａＢｒ－Ｈ２Ｏ,ＮａＢｒ－ＭｅＯＨ两个体系在２９８．１５Ｋ下电动热值的测定,得到的钠离子迁移数及钠离子极限电导与文献值一致,表明了该装置的可靠性和准确性。测定了２９８．１５Ｋ下,ＮａＢｒ在ＥｔＯＨ－Ｈ２Ｏ混合溶剂体系中离子迁移数,计算得到Ｎａ＾＋Ｂｒ在不同溶剂体系下的极限离子电导,Ｗａｌｄｅｎ值和离子溶剂数等数据,分析并分析了它们在不     

窄缝通道过冷沸腾壁面汽泡生长的研究

本文作者提出界面质点标记与局部网格加密相结合的方法来跟踪汽液界面移动 ,模拟了窄缝通道内过冷流动沸腾状况下加热壁面上汽泡的生长情况 ,并采用了klausner关于汽泡脱离的判断方法 ,计算至汽泡离开核化点开始沿壁面滑移为止。数值模拟得到汽泡的生长速率d(t) =ktn+d0 ,计算发现与大通道内相同参数条件下的流动核沸腾相比 ,窄缝通道内壁面上的活化汽泡具有生长速度减慢、脱落频率加快的特点。     

正、余弦指令控制方式旋转导弹气动特性分析

为了研究正、余弦控制式鸭舵对旋转导弹气动特性的影响,在CFD软件中采用嵌套网格方法模拟导弹的旋转和鸭舵的偏转。在与风洞试验结果进行对比,验证了数值模拟准确性基础之上,对不同转速、迎角、马赫数下正、余弦控制方式旋转导弹的气动特性进行数值模拟,得出如下结论:当采用相同最大舵偏角时,导弹进行正、余弦控制时其法向力系数要比静态条件下小,其侧向力系数和偏航力矩系数要比静态条件下大;导弹进行正、余弦控制时的偏航力矩系数大小要比不控时小;转速的变化对全弹法向力、侧向力特性以及鸭舵提供的法向力影响相对较小;亚声速条件下导弹的侧向力系数和偏航力矩系数数值比超声速条件下大;导弹做锥进运动时,合成迎角Г的变化对周期平均升力系数和侧向力系数影响较小,Г的变大会使周期平均偏航力系数、周期平均阻力系数数值变大;旋转效应是正、余弦控制方式旋转导弹产生侧向力的原因,并且鸭舵、尾翼产生的侧向力占主导地位。     

低雷诺数涡轮叶栅损失的实验与数值模拟研究

发动机涡轮部件在高空低速飞行条件下工作雷诺数降低，其损失显著增大、效率显著降低。本研究的目的是应用实验分析与数值模拟相结合的方法，深入认识高空低雷诺数条件下涡轮流动损失的特征和规律，数值计算是基于Jameson中心差分格式和Runge-Kutta时间推进的方法求解N-S方程完成，实验是在西北工业大学低速涡轮平面叶栅实验风洞进行。研究表明，随着雷诺数降低，涡轮叶栅流动损失增大，当雷诺数小于40000之后，涡轮叶栅流动损失呈明显增大的趋势。数值计算结果表明在低雷诺数条件下，涡轮叶栅吸力面后部流动产生了分离，这是流动损失增大的主要原因。数值预测的结果与实验测量结果的趋势吻合得相当好。     

集料水平向分布状态对沥青混合料劈裂试验影响数值模拟

为研究集料水平向分布状态对沥青混合料劈裂试验的影响,基于沥青混合料集料均匀性指标,通过在混合料水平截面不同方向上加载,采用有限元法数值模拟集料水平向分布状态对沥青混合料劈裂试验中最大应力值(平面主应力和水平拉应力)的影响,并加以试验验证。研究结果表明:集料水平向分布状态对沥青混合料劈裂试验中平均最大应力值影响不大,其间相关性不明显,但与最大应力值变异性间相关性却很显著。     

流体横掠圆柱数值模拟流态转换临界雷诺数的研究

采用层流模型和RNG k-ε紊流模型,对亚临界雷诺数条件(Re=300~300 000)下,流体横掠圆柱体工况进行了数值模拟,得出了此工况下扰流流态转捩的规律。与经典试验数据进行对比验证,结果表明,阻力系数Cd和斯特劳哈数St分别可在来流雷诺数小于22 000和100 000时采用层流模型计算,误差分别小于16.4%和7.3%。     

Investigation of influencing factors of hot streaks migration in high pressure stage of a vaneless counter-rotating turbine

Three-dimensional, viscous, and unsteady CFD simulations have been performed in order to reveal the influencing factors of hot streaks migration in high pressure stage of a vaneless counter-rotating turbine. Based on the numerical results, the comparison between the case with inlet hot streaks and case without inlet hot streaks is carried out, which shows that the effect of inlet hot streaks on the load distributions of high pressure turbine airfoils is not notable and the airfoil load distributions are directly related to the inlet pressure distributions. The predicted results also indicate that the circumferential and radial movements of the hot streaks were not observed in the high pressure turbine stator. This means that the combined effects of secondary flow and buoyancy are very weak in the high pressure turbine stator. The numerical results also prove that the circumferential flow angle effect at the inlet of the high pressure turbine rotor, secondary flow effect and buoyancy effect are the mainly influencing factors to directly affect the migration characteristics of the hot streaks in the high pressure turbine rotor.     

Computational study on fumace process in a multi-burner boiler of pulverized coal fired tangentially at four corners

Aiming at the optimization of the operation condition, a general numerical method for calculating pulverized coal combustion in a full-scale furnace fired tangentially at four corners is adopted. “κ-ɛ” turbulence model is used for the gas phases and a stochastic approach based on the Lagrangian technique is used for particle phases. Two-competing reactions model for the coal devolatilization and PDF (the probability density function) method for the combustion of the gas phases are employed. In the numerical simulations, assuming the air distribution of second port level is of pagoda, waist drum and uniform type. The results show that pagoda type air distribution is advantageous to ignition and smooth combustion of pulverized coal, and suitable to inferior coal combustion in practice. In the present furnace, the igniting distance at 1st and 3rd corner is longer than that at 2nd and 4th corner. The results from numerical calculations are in good agreement with those of observed in practice. Biography of the first author: ZHOU Ping, associate professor, born in 1965, majoring in simulation and optimization of pyro-installations.     

Computational Study on Furnace Process in a Multi burner Boiler of Pulverized Coal Fired Tangentially at Four Corners

Ｔｈｅｍｕｌｔｉ ｂｕｒｎｅｒｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄｃｏａｌｆｕｒｎａｃｅｉｓｔｈｅｋｅｙｐａｒｔｏｆｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎｂｏｉｌｅｒｓ ,ｗｈｏｓｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓｃｒｕｃｉａｌｂｏｔｈｉｎｔｅｒｍｓｏｆｌｏｗｅｒｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｓｔｓａｎｄｍｅｅｔ ｉｎｇｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ.Ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄｃｏａｌｆｉｒｅｄｉｎｆｕｒｎａｃｅｃｏｎ ｔａｉｎｓｔｈｅｆｌｏｗｓｗｉｔｈｃｈｅｍｉｃａｌｒｅａｃｔ…