空气流动换热数值计算模型适用性分析

为了提高空气流动换热数值计算结果精度,本文针对可压缩空气开展模型、数据处理方法的适用性研究.本文基于开式反应堆内通道,采用计算流体力学方法,在雷诺数1万～40万、温度450～1200 K的范围内,针对可压缩性、定性温度及粘性加热效应等空气流动换热的关键问题,得到不同湍流模型下加热空气管流的平均换热系数;结合经典传热关系...     

装载机管片式散热器流动与传热特性数值分析

应用CFD软件对装载机管片式散热器空气侧流场、压力场和温度场进行了CFD研究。根据不同的空气质量流速,采用k-ε湍流模型对空气流动阻力和散热器换热系数进行数值模拟。与试验结果相比,CFD分析的空气流动阻力和散热器换热系数的平均误差小于10%,计算精度较高,该CFD模型可直接用于工程设计。     

取水前池复杂流动数值模拟

为消除取水前池的水流在扩散过程中产生的回流、旋涡 ,提出了在前池中设置多组底坎的措施 .对设置底坎前后的复杂流动进行三维紊流数值模拟计算 ,并通过物理模型试验加以验证 .计算结果和试验结果十分吻合 ,有效地消除了回流和旋涡 ,流态显著改善 .这一研究成果已经成功地在工程中应用     

湍浮力流动的三维数值模拟

本文用有限容积方法直接求解三维椭圆型流动控制方程,紊流模型釆用有浮力修正的k-ε模型。本文首先将该模型用于有横流情况下岸边等密度排放,以检验本模型和计算程序的正确性,所得结果正确预报了排放口下游的回流区,与文献[4]的结果一致。然后进一步将其应用于有横流情况下的温排水、取水问题,所得结果揭示了流场的内部特征。     

等离子-MIG枪体内流场、温度场的模拟分析

利用计算流体力学(CFD)和传热学的知识，对等离子MIG枪体内的流场建立了二维不可压缩粘性流体的数学模型，对温度场建立了线性热传导有限元模型，并对枪体内的流场及温度场进行了数值模拟，揭示了等离子MIG枪体内流场与温度场的分布规律.最后根据数值模拟结果比较分析了等离子MIG枪体结构参数、流体运动参数对枪体内流场及温度场的影响，即对不同参数数值重复模拟计算，从而在理论上对等离子 MIG枪的研究和设计具有一定指导作用.     

旋转式造粒喷头内流场分析

提出了旋转式造粒喷头流体力学计算模型,利用数值求解的方法计算了在稳定工作时,喷头内熔融尿素速度、压力分布规律,自由液面形状变化规律.分析了喷头结构参数、工作参数对喷头内熔融尿素流场的影响,为进一步改进熔融尿素造粒喷头结构设计提供了理论数据和仿真软件.     

脱硫塔内部流动优化的数值模拟

应用RNGk-ε双方程模型并结合SIMPLE算法对除尘脱硫塔内部气相流场进行了数值模拟,提出了加装六块直整流板、1/4圆弧与直板结合的整流板、圆弧状整流板三种方案,对计算结果进行了比较分析。结果表明:加装整流板后能有效改善塔内流场分布,加圆弧状整流板气流分布更均匀。     

非牛顿流体在圆管中层流-紊流分层流动规律

提出了研究圆管中分层汉动的新模型,并利用该模型研究了非牛顿流体在圆管中层流－紊流分层流动,得出了速度场的解析分布式,最后,研究了分层流动的阻力规律,为分层掺气减阻提供了理论依据,研究表明,分层掺气可以实现有效的减阻。     

压力驱动圆通道中流体流动特性的数值模拟

为了研究人造血管中血液的流动特性规律,采用计算流体力学(CFD)方法对压力驱动圆通道中牛顿流体和非牛顿流体的流动特性进行数值模拟研究,获得流体流动的流型、速度场、压力分布规律,并研究压力、通道直径等因素对圆通道中流体流动特性的影响。结果表明:流体流动为定常流动时,牛顿流体和非牛顿流体的速度场在不同直径和压差下分布呈现对称的抛物线型和柱塞型;脉动压力驱动下流体的速度最大值与通道直径无关。这些结果说明通道直径和压差影响流体的流动特性,从而为研究人造血管中的血液流动特性提供了理论依据。     

湍流模型在平板边界层分离流动中的应用

湍流边界层分离是自然界中常见的一种现象,由于其灵敏性,实验难度相当大,所见成功的实验少之又少.本文就目前比较流行的儿种湍流模型(如к-ε系列,к-ω系列)应用于湍流平板边界层分离流动的计算,并就预测结果与直接数值模拟结果进行了比较.     

CAARC标准高层建筑三维钝体绕流风场数值模拟

基于计算流体力学软件平台Fluent 6.3,选用基于雷诺平均(RANS)的标准κ-ε、Realizable κ-ε、RNG κ-ε和SST κ-ω4种湍流模型对大气边界层中CAARC标模的单栋高层建筑的三维定常风流场进行模拟分析,并将数值模拟结果与风洞试验结果进行了比较分析.结果表明:数值模拟较好地反映了高层建筑周围风环境的绕流特性和表面风压的分布情况,4种湍流模型均能给出满足工程应用精度的结果.在迎风面时,与试验结果吻合良好;在侧风面和背风面时,数值模拟结果介于NPL与TJ-2试验结果之间.迎风面均受有正压力,在迎风面的2/3高度处为最大,两边及底下最小.建筑物的背风面和侧风面全部承受负压力.4种湍流模型的模拟结果之间差异较小,为高层建筑钝体绕流的研究提供了依据.     

水中化学羽流的建模和数值模拟分析

建立了一种新的基于计算流体力学的离散化学羽流模型。该模型使用CFD方法比较精确地计算化学羽流所处的湍流环境,而化学羽流中所含的物质则作为离散相进行建模。利用所建模型对水中的化学羽流进行数值模拟分析,得到了化学羽流的基本特征:化学羽流整体的输运形态曲折蜿蜒;羽流某点的瞬时浓度随时间不断的变化,变化幅度较大且不规则;一段时间内截面的平均浓度分布具有高斯分布的特征。所得结果与实验研究结果一致,验证了模型的合理性,克服了现有模型过于简化而与实际结果一致性差的不足,为羽流追踪探测的研究提供了基础。     

典型空间结构平均风压分布及绕流特性的数值模拟

运用计算流体动力学技术,基于FLUENT6．1．22流体动力学数值模拟平台,采用雷诺应力模型,对球壳、悬链面壳及椭圆双曲抛物面壳这3类结构的平均风压分布及绕流特性进行了深入研究。首先将数值模拟结果与风洞试验结果进行对比,验证了数值模拟方法的正确性;然后系统研究了风速、风向角、地面粗糙度、缩尺比、矢跨比等因素对结构风压分布及其绕流特性的影响;最后在B类场地下,根据结构形式和风压分布规律,对结构的压力系数进行面积上的加权平均得到工程上实用的体型系数,可供设计参考。     

Numerical Simulation of Blood Pulsatile Flow in a DeBakey III Type of TVD

为探索胸主动脉夹层发展与血液动力学因素的关系,借助计算流体动力学,对DeBakeym型胸主动脉夹层血液脉动流在正常血压和高血压下进行三维数值模拟,获得了夹层血液流动在一个心动周期内不同时刻真假腔纵向切面流线分布、真假腔入口横断面流线分布以及血管壁面压力和剪应力分布．计算结果表明,尽管血压值对血管壁面剪应力分布影响较小,但血压与真假腔内血液动力学行为密切相关;心缩期夹层假腔内压力远大于真腔内压力,夹层可能继续向下延伸发展．     

搅拌器内部二维流场数值模拟

采用FLUENT软件对搅拌器内部流动情况进行了二维数值模拟,研究了不同桨叶直径、桨叶转速和桨叶数对搅拌器内部流场的影响.结果显示:在同一工况下,桨叶直径为600 mm的搅拌效果比桨叶直径为400 mm和500 mm的搅拌效果好;桨叶转速为6rad/s的搅拌效果比桨叶转速为2rad/s和4rad/s转速效果好;八叶桨式搅拌器的搅拌效果较四叶桨式搅拌器和六叶桨式搅拌器稍好.模拟证实搅拌器桨叶直径、桨叶转速和桨叶数的增加有利于搅拌的混合均匀,但桨叶直径和桨叶数的增加使得搅拌器桨叶加工复杂,生产成本提高;桨叶转速也受制于搅拌器和搅拌轴的结构尺寸,不能无限增大.所以需要综合考虑各种因素的影响,才能选出最合适最经济的桨叶直径、转速和桨叶数.     

Stress-Blended Eddy Simulation of the Turbulent Flow Around Circular Cylinder with Dynamic Hybrid RANS/LES Model

In order to verify the effectiveness and superiority of the dynamic hybrid RANS/LES (DHRL) model, the flow around a cylinder with sinusoidal fluctuating velocity at the inlet was used as the test case. The latest computational fluid dynamics (CFD) model can flexibly choose any existing large-eddy simulation (LES) method combined with RANS method to calculate the flow field. In addition, the DLES model and DDES model are selected as typical representatives of the turbulence model to compare the capture ability of the flow field mechanism. The internal flow field including the y⁺ value, velocity distribution, turbulent kinetic energy and vortex structures is comprehensively analyzed. Finally, the results show that the new model has enough sensitivity to capture the information of the flow field and has more consistent velocity distribution with the experimental value, which shows its potential in practical engineering applications to some extent.     

振荡流反应器注入分散过程模拟

振荡流反应器(OFR)是一种新型的化工设备。对OFR进行深入的实验研究的同时,也在不断地对它进行数值模拟。采用计算流体力学对振荡流反应器的注入分散过程进行了三维模拟。给出了粒子分散的拉格朗日方程以及相应的边界条件和初始条件,然后根据所建模型给出了三维网格非结构化划分形式;在离散过程中,采用有限体积法和SIMPLE法求解和运用粒子浓度标准方差的处理技术,从而使模拟结果更为可靠。最后以净流量为零的情况下,St=1．0、Re0=200,注入粒子数量为：1000个OFR单腔室粒子注入分散过程为例进行了数值模拟,并对结果进行了简要的分析。     

引射器在室内供暖系统中的应用研究

以流体力学通用软件Fluent 6.3为平台,采用高精度有限体积法的Simple算法及k-ε双方程湍流模型,对面积比为10.9的引射器内部流场进行了数值模拟,得到了流场的流动分布(速度分布、压力分布),其结果为引射器在室内供暖系统的应用提供一定的理论依据.     

射流噪声抑制的数值方法——共轴射流的研究

由于喷气飞机中发动机产生的气动噪声是飞行时的主要噪音之一,因此射流噪声的研究具有重要的意义。文章结合CFD技术与气动噪声时域理论求解共轴喷管的射流噪声。首先采用雷诺平均N-S方程求解器对射流的三维流场进行了数值模拟。通过数值模拟,得到了共轴喷管马赫数为0.75的流场特性。然后结合lighthill声比拟理论研究了流场产生的气动噪声。结果发现,由于次级流对主流的影响,导致射流流场结构改变,剪切层内的大尺度涡减小,与常规单喷管射流噪声相比共轴射流有所改善,特别是在高频段喷流噪声有明显减小。     

半圆管挡板搅拌槽内的湍流流场

为增强搅拌槽内流体的流动特性,设计一种半圆管形挡板,采用标准k-ε模型和多重参考系法对其内部湍流流场进行研究。通过与实验结果的比较,验证了所建模型和模拟方法的可靠性,随后对搅拌槽内的流场、速度和湍动能分布及功率消耗进行分析,并与标准搅拌槽进行对比。结果表明,半圆管挡板能提高流体速度分布的均匀程度,增大流体的轴向和切向速度以及湍动能,而且功率消耗略降低约5%,具有一定的节能功效。