内燃机工作过程三维两相反应流数值模拟

针对内燃机缸内工作过程三维两相反应流动问题开发了一套数值模拟程序.对气相流动采用Euler方法求解,用有限体积法离散控制方程组,采用SIMPLEC算法求解压力速度耦合.而对液滴相采用离散液滴模型(DDM),通过Lagrange方法求解.对液滴追踪采用了一种快速的颗粒追踪方法,考虑了液滴相与气相的完全双相耦合情况,采用Spalding模型描述液滴蒸发,同时采用涡破碎(EBU)模型计算化学反应速率.对TBD620发动机工作过程进行了数值模拟,数值计算结果分别与理论值和实验值吻合良好,压力峰值处误差在2％以内,验证了程序的可行性,并通过不同网格模型证明了程序的网格独立性.     

直喷汽油机燃料与空气混合过程的大涡模拟

为了更为详实地对内燃机缸内流场进行数值计算,通过修改发动机多维CFD计算程序KIVA 3V,建立了内燃机缸内冷态流场的大涡模拟（LES）计算模型.利用此模型对直喷汽油机燃料与空气的混合过程进行了详细分析,并与k-ε模型进行了比较.比较结果表明,在喷油过程中,与采用k-ε模型计算相比,采用LES计算时油束燃油质量分数更为均匀;喷油结束后,与采用k-ε模型计算相比,采用LES计算时缸内流场显示了更为复杂的湍流结构,除了能得到有序的大尺度涡团结构外,还能捕捉到大量不规则的小涡团结构,同时油束形状也更为扭曲、拉伸及不规则化.     

基于KIVA的内燃机燃烧室内湍流流动的数值模拟计算

内燃机缸内湍流的研究是个十分重要而且复杂的课题,数值模拟技术为其提供了有效的研究方法.本文利用CFD软件KIVA分别采用标准k-ε,RNGk-ε模型在无旋流和有旋流的两种工况下,对轴对称的ω型燃烧室内的湍流流动进行二维和三维数值模拟计算,并把计算结果与实验数据进行对比,得到了内燃机缸内湍流流动的特性.本文为内燃机港内湍流研究提供了一种比较好的研究方法,此方法和计算结果为内燃机的性能开发与优化设计提供依据.     

含运动弹丸的某火炮膛口流场数值模拟

为研究膛口流场结构,利用Euler方程并结合Spalart-allmaras湍流模型建立流场数学模型,对某火炮含弹丸的膛口流场进行数值仿真模拟,应用动网格技术处理弹丸的运动情况。仿真结果反映了膛口流场形成及发展过程。     

用非线性三方程模型计算内燃机缸内湍流流动

内燃机整个工作循环中 ,其缸内流体始终进行着极其复杂而又强烈瞬变的湍流运动 ,正确地模拟和分析内燃机的燃烧和排放 ,离不开对缸内湍流运动的正确描述和模拟。把一个非线性三方程k -ε -A2 .湍流模型修正后应用于内燃机缸内湍流计算 ,此模型采用了雷诺应力张量和应变张量的三阶相关关系 ,表示雷诺应力张量和应变张量相关关系方程式中出现的雷诺应力第二不变量A2 是通过求解其输运方程得到的 ,计算采用任意拉格朗日欧拉法。用此模型对几种内燃机内的缸内流场进行计算 ,给出了用非线性三方程模型计算得到的结果 ,并与标准的k -ε模型算得的结果和实验结果进行了比较 ,结果表明 ,此模型适合于计算内燃机缸内湍流流动     

大型泵站引水河道流场的数值模拟

应用正交曲线坐标系下的二维水深平均数学模型对大型泵站的引水河道流场进行了数值模拟 .采用Pois son变换生成正交网格 ,用四边形插值方法生成计算网格的底高程数据 ,并用SIMPLEC方法求解离散方程 .由该模型计算出的金口泵站引水河段的流场图及各断面垂线平均流速分布与物理模型试验的成果较为一致 .     

非结构网格多段翼型绕流Euler及N—S方程数值模拟

描述二维非结构无粘网格和粘性网格的生成方法,对二维翼型绕流进行了Euler及N－S方程数值模拟,运用推进面方法,生成无粘网格,进一步结合推进层方法,生成粘性网格,应用中心有限体积法,采用B－L代数湍流模型,完成了对多段翼型流场的Euler方程和N－S方程的数值模拟计算,计算与实验结果对比表明,所采用的网格生成技术及流场计算方法是正确、有效的。     

柱形凹坑燃烧室内燃机缸内湍流流动的计算

内燃机缸内流动是具有强压缩性、强旋转和各向异性的复杂的三维湍流流动,对缸内湍流运动的正确描述和模拟,可正确地模拟和分析内燃机的燃烧和排放。应用经修正的RNGk-ε湍流模型对内燃机缸内湍流流动进行数值计算。计算不同结构的柱型凹坑燃烧室缸内流动,特别是对偏心圆柱凹坑燃烧室缸内流动的计算,给出了计算得到的平均湍能的变化及速度变化情况,结果表明,内燃机燃烧室构型对缸内湍流特性有很大的影响,适当改变缸内结构能有效改善缸内流动。     

基于KIVA的内燃机缸内湍流三维数值模拟

内燃机缸内气体流动是极其复杂的三维湍流运动,本文利用CFD软件KIVA对内燃机缸内湍流进行了三维数值模拟,总结出内燃机缸内流体的流动特性,对内燃机的缸内流体研究具有重要的指导、借鉴意义.     

基于GID有限元前处理的波动方程数值模拟

在地震波数值模拟计算过程中,缺乏简单易行的有限元前处理方法,使得复杂构造模型较难建立和分析。本文以二维声波方程为例结合GID软件,网格剖分部分采用三角形单元模拟速度界面,把单元内的场和波速均看作单元上的线性函数;GID软件可以方便地进行网格剖分和设置网格控制节点,通过编写用户自定义"问题类型",建立并输出已有的有限元计算程序的初始模型。将GID软件前处理与有限元计算程序整合,提高了方法的效率,简单易行。     

燃烧室壁面温度波动对内燃机缸内燃气温度的影响研究

本文利用大型通用内燃机工作过程数值模拟软件GT-Power,以6106柴油机为例,研究了壁面温度的波动对柴油机缸内燃气温度的影响.计算结果为柴油机的性能开发和优化设计提供依据.     

内燃机转速对缸内湍流影响之研究

内燃机缸内湍流流动受诸多因素的影响,影响比较严重的因素之一就是内燃机的转速.本文利用CFD软件K IVA对内燃机缸内湍流进行了三维数值模拟,总结出内燃机缸内流体湍动能受内燃机转速影响的规律.     

射流泵内流场的大涡模拟

阐述了二维弱可压缩流体流动控制方程和大涡模拟湍流模型.基于该模型对射流泵各种运行工况进行了一系列数值模拟计算.计算中模拟了异常边界条件下射流泵的流场特性,重点模拟喷嘴出口回流旋涡并给出了可视化描述.对不同计算网格数和大涡模拟系数对计算结果的影响也作了论述.提出的网格生成和数值模拟方法具有较高的效率,计算结果可靠.     

乌贼喷射过程的数值模拟

为了研究乌贼喷水过程中的流场状态,为仿生乌贼机器人的研究提供理论基础,用CFD软件对乌贼的喷水过程进行了数值模拟.建立了简化的乌贼身体模型,用动网格技术模拟外套膜的收缩动作,对其二维轴对称、不可压缩、层流时的瞬态Navier-Stokes方程进行数值求解,仿真不同的外套膜收缩速度及不同直径喷嘴喷射后涡流环的形成发展过程...     

新型二冲程微型摆式内燃机的运动仿真

描述了新型二冲程微型摆式内燃机的结构,并建立了微型摆式内燃机四连杆机构运动学方程,应用ADAMS软件完成了新型二冲程微型摆式内燃机的运动仿真计算,获取了仿真模型的特性曲线.仿真结果表明,新型二冲程微型摆式内燃机运动机构设计合理,能够保证机构稳定运转.     

基于非正交同位网格的SIMPLE算法及应用

利用有限容积法建立了基于非正交同位网格的SIMPLE算法.详细给出了控制方程以及压力修正方程的离散过程,并对倾斜度分别为45°和30°的斜方腔内的流场进行了数值模拟,同时验证了算法及程序的正确性.在此基础上模拟人字形屋顶房间复杂房间内的气流分布.结果表明,基于非正交同位网格的SIMPLE算法具有编程简单、计算量存储量小、计算效率高等优点,可用于几何形状比较复杂流场的计算.     

基于CFD技术的泵喷推进器水动力性能仿真方法

文章利用CFD方法,采用高质量结构化网格、应用滑移网格技术对某泵喷的水动力性能进行了数值仿真研究。仿真过程中,计算域内控制方程为雷诺平均N-S方程,湍流模型为剪应力输运模型。计算完成后讨论了网格和湍流模型对计算结果的影响。仿真结果表明:该泵喷平衡特性较好,但效率偏低,与试验结果有较好的吻合。该方法在泵喷水动力性能仿真方面的成功应用为以后泵喷的设计及性能预报提供了一种可靠实用的途径。     

RNG k-ε模型在内燃机缸内湍流数值模拟中的应用

在内燃机整个工作循环中 ,其缸内流体始终进行着极其复杂而又强烈瞬变的湍流运动 ,要正确地分析内燃机的燃烧和排放 ,离不开对缸内湍流运动的正确描述和模拟。通过快速畸变分析对由重整化群理论得到的RNGk -ε湍流模型进行了压缩性修正 ,把经压缩修正后的RNGk -ε湍流模型应用于内燃机缸内湍流流动的数值模拟 ,计算采用任意拉格朗日欧拉法。给出了用RNGk -ε模型计算得到的结果 ,并与标准的k -ε模型算得的结果和实验结果进行了比较。结果表明 ,RNGk -ε湍流模型得到的结果比k -ε模型算得结果的精度有所提高 ,其计算程序编制的难易程度和计算成本与k-ε模型相当 ,此模型适合于计算内燃机缸内湍流流动     

非结构旋转动态嵌套网格技术及其应用

发展并改进了一套基于非结构网格的旋转动态嵌套网格方法,通过数值求解Navier-Stokes方程对二维/三维带旋转运动边界的非定常问题进行了数值模拟.将计算区域划分成包含旋转运动边界的运动区子域和覆盖其它静止边界的静止区子域,以人工边界和约束线(面)作为约束条件生成整体计算网格,进而根据设置的人工边界完成嵌套网格的建立.对翼型绕流、旋翼/机身干扰流场以及颤振激励系统绕流进行了验证计算,结果与实验值相一致,表明了文中方法能够有效地对带有旋转运动边界的非定常问题进行数值模拟.     

OpenFOAM数值方法模拟带舭龙骨船体的横摇自由衰减

为了研究带舭龙骨的船体横摇自由衰减运动,本文建立了基于OpenFOAM的粘性流场数学模型。模型采用六自由度运动方程与动网格技术计算船舶运动,并且应用阻尼消波技术消除远处的数值水池壁面产生的反射波,有效提高了数值预报的精度。模拟得到的衰减曲线和阻尼系数与试验所得的结果进行了对比,并分析了舭龙骨附近的涡量场,简要探讨了舭龙骨减摇的机理。结果表明本文应用的数值模型可以准确地模拟船体横摇运动,并成功预报了不同高度舭龙骨的减摇效果。