油气混输气泡湍流RNG Κ-ε方程的数值求解

油气混输气泡流湍流流动的RNG Κ-ε模型是一系列的偏微分方程组,求解这些方程组难度大,目前尚无精确的解析解,针对RNG Κ-ε模型偏微分方程组特点,提出了一种易于用数值解的求解方法.为简化RNG Κ-ε模型,先建立通用微分形式,运用有限体积法对该微分形式进行了离散,在离散过程中,考虑到动量方程中压力梯度项的离散困难,采用了交错网格技术进行对动量方程单独离散,最后采用压力校正法对所建离散方程组进行了数值计算.提出的这种求解方法易实现编程计算,可以用于油气混输流动规律(分层流、环状流和段塞流等)的数值分析.     

油气混输气泡湍流RNG K-ε方程的数值求解

油气混输气泡流湍流流动的RNG K-ε模型是一系列的偏微分方程组，求解这些方程组难度大，目前尚无精确的解析解，针对RNG K-ε模型偏微分方程组特点，提出了一种易于用数值解的求解方法。为简化RNG K-ε模型，先建立通用微分形式，运用有限体积法对该微分形式进行了离散，在离散过程中，考虑到动量方程中压力梯度项的离散困难，采用了交错网格技术进行对动量方程单独离散，最后采用压力校正法对所建离散方程组进行了数值计算。提出的这种求解方法易实现编程计算，可以用于油气混输流动规律（分层流、环状流和段塞流等）的数值分析。     

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.     

封闭腔内自然对流数值方法研究

在文献[1]的基础上,将非定常流函数涡量方程的数值求解方法推广至非等距网格剖分,其中流函数一阶导数即速度项采用二阶精度公式,包含温度在内的离散方程组采用ADI迭代方法求得定常解,以封闭腔内自然对流为例,进行了不同瑞利数(Ra)条件下数值试验,对Ra=106的计算进行了必要的处理.计算结果表明,该数值方法推导简单,计算稳定,为采用K-ε模式计算封闭腔内层流到湍流的转捩打下基础.     

Spalart-Allmaras湍流模型在弧形翼超音速流场数值模拟中的应用

利用spalan-Allmaras湍流模型对三角翼一身组合体绕流流场进行数值模拟,并与国外风洞试验数据进行比较,验证了此湍流模型在超音速复杂流动计算中的有效性．同时采用基于密度的隐式求解器,数值离散格式采用二阶迎风格式,对十字形布置的4片弧形尾翼弹超音速流场进行了数值模拟．数值模拟结果给出了弧形翼附近的流场结构,并对弧形翼凹凸表面的压力分布做了详细分析,得出了弧形翼在零攻角下产生升力的机理．     

Re=3 900圆柱绕流的三维大涡模拟

为研究亚临界雷诺数范围内圆柱绕流流场特性及三维大涡模拟方法的适用性,基于C++语言及有限体积法开发了三维非结构化网格的大涡模拟计算程序.采用新的高稳定性高精度二阶离散格式,及Smagorinsky亚格子模型对Re=3 900均匀来流条件下的圆柱绕流问题进行数值模拟,并统计获得了平均流场参数及湍流流场的详细结构特性.结果表明:采用本文的网格、计算步长和高稳定性二阶离散精度大涡模拟方法计算所得的湍流场一阶统计特性和二阶统计特性与实验值吻合很好.验证了大涡模拟程序在模拟亚临界雷诺数下圆柱绕流流场平均值及脉动值的合理性.     

颗粒流的动力学模型在催化裂化中的应用（Ⅰ）：催化裂 …

详细掌握循环流化床中颗粒相的流动特征是放大优化提升管的基础。借鉴稠密气体分子运动理论及基于双流体的概念,结合颗粒流的动力学模型和湍流动能模型,耦合催化裂化反应的十三集总动力学模型,得到了催化裂化提升管反应器内原料油气相和催化剂颗粒相的流动反应数学模型,提出了模型的边界条件和模型方程组的离散求解方法,为研究颗粒相的流动特征奠定了理论基础。     

求解间断边值问题的重心插值单元配点法

按照间断边值问题的连续区间划分计算单元,在每一个单元上采用重心Lagrange插值近似未知函数,得到每一个单元上的微分矩阵.利用微分矩阵离散微分算子,得到每一个单元上微分方程的离散代数方程组,组装得到边值问题求解的整体代数方程组.将边界条件和单元间的连续性条件,利用微分矩阵离散为代数方程,采用置换法施加边界条件和单元间的连续性条件,得到修正的代数方程组,求解代数方程组得到节点处的函数值.二阶和三阶间断边值问题的数值算例验证了本文方法的有效性和计算精度.     

混流式水轮机转轮紊流流场的计算机仿真

基于雷诺时均N-S方程和Realizablek-ε紊流模型,采用有限体积法,在拼片式块结构化网格上建立离散方程,选择二阶中心差分及二阶迎风差分格式作为空间离散格式,采用全隐式时间积分方案进行时间域离散.用全隐式多网格耦合技术求解离散方程.用CFX-TASCflow流体流动分析软件,对一个混流式模型转轮进行了三维非定常紊流计算,数值模拟了转轮内部三维紊流流场,得出了设计工况下的三维流场分布.应用计算机仿真技术对转轮进行流态分析,可以减少模型试验的次数,提高转轮的性能,从而缩短设计周期,降低成本.     

基于新的描述湍流耗散方程的k-ζ两方程湍流模型的数值算法研究

对Navier-Stokes方程进行雷诺平均后出现的各关联项建模,通过新的描述湍流脉动耗散的变量构造耗散方程,建立是k-ζ两方程湍流模型,研究了k-ζ两方程湍流模型的数值求解方法.通过求解有限体积法离散的RANS流动控制方程,数值模拟了平板,翼型,机翼等不同湍流流场,并与理论解、实验值及SST k-ω模型进行比较,全面考察了k-ζ两方程湍流模型在湍流流场计算中的准确性及适用性.数值计算表明,通过建立新的耗散方程研究湍流的方法是可行的,目前的k-ζ两方程湍流模型具有良好的数值稳定性,并且计算结果要优于或者至少与传统的两方程模型精度相当.