曲线坐标下平面二维水流计算的代数应力湍流模型

本文对浅水流动的控制方程进行坐标变换，导出了非正交曲线坐标下平面二维水流计算的代数应力模型公式，建立了非正交曲线坐标下平面二维水流计算的代数应力湍流模型。采用实验室连续弯道进行流场验证，给出了速度场、湍流动能、湍流动能耗散率和各应力的分布图，比较了本模型与k-ε模型的湍流动能和湍流动能耗散率在各断面上的分布，结果显示了本模型定量上的正确性。     

不可压湍流流动 K-ε 两方程模型参数辨识

本文提出了不可压湍流流动情况下标准K-ε两方程模型的参数辨识方法，并对轴对称管道流动、二维后向台阶流动、轴对称突扩管道流动下的模型参数进行了参数辨识与分析，得到了一些初步结论：（1）参数辨识方法是确定湍流模型经验参数值的一种有效方法；（2）参数辨识结果受数值计算精度和流动特性影响很大；（3）由于标准K-ε两方程模型本身还有缺陷，因而很难概括出一组对所有分离流动都适用的参数值     

应用空间导叶的混流式水轮机三维湍流计算和试验分析

应用二维湍流计算方法和试验手段，对采用了新型三维导叶的混流式模型水轮机进行了研究。数值计算中，采用了全三维全流道的湍流计算方法，基于标准κ-ε湍流模型和SIMPLEC数值方法，从蜗壳进口到尾水管出口，包含所有流道在内的整体一次完成计算，得到速度场和压力场的分布，分析了不同导叶形式对水轮机流动的影响。通过试验分析了模型水轮机的能量特性和压力脉动情况。     

周期性振荡湍流的壁函数研究和数值实验

目前二阶湍流模式已被广泛运用于湍流的计算中，壁面和主湍流之的近壁区通常采用壁函数来近似计算，目前常采用的壁函数基于流动准稳态和充分发展等条件，对于周期性振荡湍流这类非定常湍流已不适应。本文基于周期性振荡湍流条件。推导了适用于周期性振荡湍流条件的近壁函数。采用Ｋ－ε模式，结合本文推导的周期性振荡湍流近壁函数，计算了一个二维直管周期振荡湍流流场，计算结果表明用本文推导的周期性振荡湍流近壁函数所得结果与     

热分层流动计算中若干差分格式的比较

本文应用常规的守恒方程及湍流模型，对二维池内热分层流动建立了数学模型，并在Ｐａｔａｎｋａｒ的压力校正法基础上对该数学模型进行了数值计算，计算中的差分格式为乘方格式、一阶迎风、二阶迎风和ＱＵＩＣＫ。通过与实验的比较分析，建议计算应采用ＱＵＩＣＫ格式，并在进行风格独立性试验的基础上使用加密网络。     

方柱绕流流场的RNG方法模拟研究

基于RNGk ε湍流模型,使用FLUENT6.0软件对方柱绕流流场进行了数值模拟。采用非交错网格的有限体积法求解二维不可压N S方程,计算结果与Durao等人的实验数据进行比较,结果表明,RNGk ε湍流模型可以成功地模拟绕方柱的不稳定、非定常和剧烈分离流动.对于与时间相关的大尺度运动—旋涡脱落的尾流的详细结构,能够给出真实的反映。     

对二维翼空化流动的数值模拟

应用二维不可压缩N-S方程结合改进VOF空化模型模拟了NACA66二维翼的空化流动.数值计算中采用SST k-ω湍流模型计算了不同空泡数下定常稳态空化发生时水翼吸力面的压力分布,并与实验结果进行对比,发现空化末端压力梯度计算值明显大于实验值,而且压力有明显突增,通过修正空化模型中的经验参数较好地解决了这个问题.应用SST-SAS湍流模型及修正的经验参数较好地模拟了低空泡数时非定常云空泡的脱落现象,该数值方法对非稳态空化的发展,脱落过程及其频率的预报结果与实验结果吻合良好.     

基于弱可压缩理论的射流泵流场数值预报

应用弱可压缩流体控制方程和大涡模拟湍流模型，采用MacCormack的预估一校正方法对射流泵内流场(二维)进行了数值模拟。经过对不同射流泵运行工况的计算，都取得了令人满意的预报结果。研究表明，弱可压缩流动方程能代表低马赫数时的真实流动现象，且方程具有双曲性质易于数值求解。数值模拟结果可为改进射流泵性能提供依据。     

低雷诺数非线性k—ε湍流模型及其应用

本文发展了一人低雷诺数非线性ｋ－ε湍流模型，其特点是考虑了湍动能及湍动能耗散速度的非线性扩散过程，采用了一个非线性雷诺应力表达式，引入了壁面修正函数以考虑湍流的近壁低雷诺数效应。应用该模型计算了湍流槽流和湍流库埃特流。与实验结果的比较表明，所建模型对包括近壁区在内的整个计算域的各湍流量都能给出非常满意的预测结果。     

用两相流模型模拟混流式水轮机内空化流动

本文采用两相流中两流体模型模拟混流式水轮机转轮内三维湍流空化流场, 基于两相流中两流体模型的理论和方程, 推导了水轮机转轮中空化两相流的两流体基本方程, 并利用k-ε-kp两相湍流模型计算水轮机转轮中三维空化两相湍流. 计算结果包括了液相和空泡相的主要流动特征, 模拟结果可初步预测流体机械空化性能, 缩短模型试验周期.     

湍流各向同性回归过程的非线性模化

本文通过对不同湍流结构衰减过程的研究，发展一个成功描述“馅饼”湍流和“雪茄”湍流衰变的压力一应变相关项中的慢速项的模式。根据充模式应满足的可实现性条件，本文对各向性归过程模式进行了分析，得到了模式系数所必须满足的一个有普遍意义的重要等式。本模式满足了可实现性条件。通过计算本文验证了模式的瞬时行为，并与各向同性回归过程的实验数据进行了比较，结果表明本文模式成功地捕捉到了各向同性回归过程所表现的非线性     

鱼道紊流特性研究进展

鱼道内的紊流特性对于鱼类能否顺利上溯洄游至关重要。为了解鱼道内的紊流状态,综述了丹尼尔式、竖缝式、组合式、涵洞式等鱼道内紊流流速、紊动能、紊流强度、雷诺剪切应力以及漩涡等紊流特性的研究进展,分析不同鱼道内紊流的分布规律及特点,指出鱼道中的紊流强度、紊动能等均会对鱼类对栖息地的选择以及鱼类通行造成较大的影响。此外,目前国内对鱼道内漩涡紊流特性的研究较少,建议对其深入研究,以改善鱼道内水力条件,保证鱼道有效运行。     

水沙两相浑水模型的紊流封闭及初步验证

一些学者采用两相浑水模型模拟挟沙水流运动,但其紊流封闭仍借用经验公式、单相紊流模型或双流体紊流模型,未形成两相浑水理论框架下的紊流模式。本文基于双流体紊流模型推导出固液两相浑水紊动能和紊动耗散的偏微分方程,给出固相偏移紊动能的渐近解,以表示固相紊动能与固液两相浑水紊动能的相对差,继而推导出固相紊动耗散的代数表达式,完成对固液两相浑水模型的紊流封闭。固液两相浑水紊流模型能够考虑相间作用和颗粒碰撞等物理机制,保留了双流体紊流模型能够分别计算固、液相各自紊动信息的特点,又将偏微分方程数量减少一半。采用河流动力学绝对含沙量分布的计算方法,并引入各向紊动强度分配系数进行修正后,利用实验资料对两相浑水紊流模型进行验证,计算结果同实测值符合较好,结果表明本文模型能反映出随着泥沙浓度增加,挟沙水流紊动抑制加剧的现象。     

人工加糙对明渠紊动特性影响的试验研究

利用激光测速仪,对光滑壁面及人工加糙的明渠紊流进行了试验,测量了光滑壁面、水力过渡面、水力粗糙面不同水深情况下明渠紊流的纵向时均流速及脉动流速。通过实测资料分析了人工加糙对明渠紊流紊动强度的影响,得到了光滑面、过渡面及粗糙面紊动强度的发展变化规律。     

THREE-DIMENSIONAL TURBULENCE NUMERICAL SIMULATION OF A STEPPED SPILLWAY OVERFLOW

1 .　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔｅｐｐｅｄｓｐｉｌｌｗａｙｈａｓｈａｄａｌｏｎｇｈｉｓｔｏｒｙ .Ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌｍｏｄｅｌｔｅｓｔｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｓｔｅｐｐｅｄｓｐｉｌｌｗａｙｈａｓｂｅｅｎ ｐｅｒｆｏｒｍ     

THREE-DIMENSIONAL TURBULENCE NUMERICAL SIMULATION OF A STEPPED SPILLWAY OVERFLOW

In this paper, the κ-ε two-equation turbulence model was used to simulate the three-dimensional turbulent flow of the stepped spillway at the Yubeishan reservoir. In order to solve the curved free water surface and to handle the complex boundary conditions, the fractional Volume Of Fluid (VOF) model that is applicable to the solution of the stratified two-phase flow was intorduced to the κ-ε turbulence model and the unstructured grid was used for the discretization of the irregular simulation domain. By these methods, the turbulent flow field of the stepped spillway was simulated successfully.The location of the free surface along the spillway, the magnitude and distribution of the velocity, the pressure distribution on the step surface, the turbulence kinetic energy and turbulence dissipation rate were obtained by simulation. The changes and distributions of these characteristics along the width of the spillway were also obtained. The energy dissipation ratio of the stepped spillway was calculated according to the upstream and downstream water depth and velocities.     

复杂剪切湍流场中湍流模型的研究

本文分析了双时间尺度湍流模型在复杂流场中的应用效果，并将双时间尺度概念和各向异性的Ｒｅｙｎｏｌｄｓ应力－应变关系相结合，对两个典型湍流场进行了数值模拟。结果表明，双时间尺度模型能较好地预测出复杂剪切流场中的平均物理量，较常规Ｋ－ε模型结果有很大改进。     

TURBULENCE MEASUREMENT INSTRUMENT WITH A SILICON PIEZORE-SISTANCE BEAM

A newly developed turbulence measurement instrument is introduced in the paper.The transducer of the device is based on the principle of the effect of silicon piezoresistance that isintegrated in a Wheatstone bridge on a pure silicon beam. At one end of the beam, a small lightball is installed as the target forced by the water flow. The other parts are prevented from thewater flow with a sophisticated stainless steel tube. The instrument can be used to measure turbu-lent velocities either in clear Water or in flows bearing hyperconcentration of sediment. It can al-so be used to measure velocities in both glass flume and model experiments as well as in pipe ex-periment by being mounted in a special way.     

湍流快速畸变理论及其应用

本文对湍流快速畸变理论进行了简单回顾，对其在无切变边界层、过山流动、脉动壁压、湍流大小尺度之间的相互作用等方面的应用进行了简要介绍。     

THE TURBULENCE CHARACTERISITICS OF OPEN CHANNEL FLOW

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