高拱坝表孔宽尾墩流道内水流特性的数值模拟研究

宽尾墩应用于高拱坝表孔后,其下泄水流的空中扩散特性与宽尾墩流道内的水流特性密切相关.采用k-ε双方程紊流模型对宽尾墩应用在高拱坝坝身泄洪表孔时的水流特性进行了3维数值模拟,给出了孔流道水面线、压力、流场等水流特性.计算值与模型试验值对比,两者吻合较好.计算结果发现,坝面中线压力分布与侧墙压力分布存在相似规律,所不同的是侧墙压力在宽尾墩转折点位置存在局部增大;墩尾压力分布受墩内水流流线弯曲影响,其分布不再符合净水压力分布规律;墩尾水流流速大小沿水深方向变化不大,但流速方向变化比较明显.     

连续超高压杀菌系统释压装置内流场的数值模拟与研究

根据实验数据,应用商用CFD软件Fluent对连续超高压杀菌系统释压装置内部流场的压力、速度等参数进行数值模拟研究.结果表明,在微孔道的入口附近,压力骤降并形成较大的压力梯度,速度变化与压力骤变明显对应;压力沿微孔道缓慢释放;在微孔道的出口附近,速度变化主要与流道结构以及固壁影响有关;复杂的固壁边界,引起流动的剧烈变化,增强剪切、撞击等作用,增强了料液的机械力杀菌作用.     

LDA和K－ε紊流模型研究液压集成块流场

液压元件集成化后，从流场分布的机理研究液压阀的节能显特别重要。通常情况下，液压阀流道的公称直径（６ｍｍ～２０ｍｍ）比较小，故采用传统的测量仪器不可能测量出流场的分布．本文利用激光多谱勒测速仪（ＬＤＡ）成功地解决了这个问题；另一方面，传统的研究方法只能研究总的能量损失，要从流场分布的机理研究流道内的能量损失，也是非常困难的．作者利用本文的Ｋ－ε紊流模型成功地解决了这个问题．从实验数据和数值模拟两个方面提出了优化流道的设计方案。在计算复杂流场时，作者提出了一种对复杂流场计算收敛性非常有效的线性分割迭加法（ＬＳＡ）。     

多孔介质电渗泵的数值仿真与性能分析

电渗驱动微泵是一种新型的电动力式微泵,其输出压强高,流量可调范围宽,可用于微通道冷却系统中。建立了多孔介质电渗泵电渗流的数学模型,并对其性能进行了分析。根据双电层模型与电渗泵的控制方程,得出电渗流的近似解析模型,求出最大流率与压力。利用MEMS数值仿真软件CoventorWare对电渗泵模型进行求解分析,得到电渗泵流场和压力场的分布;对其特性进行分析,研究电场强度、溶液浓度和微流道孔径及其流道长度对电渗泵性能的影响。结果表明,在电渗驱动下,微流道中的流体流动速度与电场强度及微流道表面静电势成正比;流体速度与微通道长度成反比,与孔径无关。     

滑阀式换向阀三维流体速度场的数值模拟

阐述滑阀式换向阀的工作特点及工作过程,结合其工作特点选择了流体控制体积,给出了研究区域的边界条件.用有限元方法建立了液压换向阀的数学模型,得到了换向阀工作过程中的流场流体压力和流体速度的数值解,研究了换向阀工作过程中阀内部的流体速度沿圆周方向的分布规律,并为研究滑阀换向的其他特性参数(稳态液动力)奠定了基础.     

管内交变流动速度相位侧向分布特性

为了研究管内交变流动在流道侧向的速度相位分布特性,采用数值模拟方法针对平板流道内可压缩交变流动进行计算与分析.通过比较流道截面不同位置的速度波以及同一周期内不同相位时刻的速度分布,考察交变流动速度相位沿流道侧向的变化特点及其对速度分布的影响.根据典型计算结果,对瓦伦西数Va和最大雷诺数Remax对速度相位沿流道侧向分布特性的影响进行定性分析.提出定量描述流道侧向速度相位变化规律的评价指标截面平均相位差（CAPD）,利用CAPD进一步定量分析Va和Remax对管内交变流动速度相位侧向分布特性的影响.结果表明,CAPD随Va增加而增大;相比于Remax,Va对流道侧向速度相位分布的影响更显著.     

燃油锅炉配风器流动特性数值模拟研究

采用κ-ε模型,对配风器内回流区分布特性进行CFD模拟研究,以优化配风器结构,达到最优回流区分布.研究结果表明:入口角度减小,回流区尺寸减小,配风器沿程压损减小;入口速度降低,回流区尺寸减小,配风器沿程压损减小;压力增大,回流区尺寸增大,压损增大;流场温度增大,回流区增大,压损减小.     

基于ANSYS/CFD的灌水器迷宫流道抗堵优化设计

针对灌水器易堵塞的问题,以AutoCAD和ANSYS相结合的方法建立了滴灌管式灌水器迷宫流道的CFD数值模型,并对国内常用的方形迷宫流道灌水器的压力流量关系、流道内部的压力和流速分布进行了数值模拟计算.结果表明,迷宫流道内压力沿流道长度呈线性变化,流道齿尖两端都有不同程度的流动滞止区.经过对比分析,根据流道中主流体的流线形状分布重新设计了流道的结构,并进行仿真分析,结果证明流道结构得到了优化,提高了迷宫灌水器的抗堵能力.数值模拟也为灌水器水力性能的进一步研究及一体化灌水器的快速开发提供理论基础.     

蒸汽发生器致畸变入流对核主泵流动性能的影响

为了探究由蒸汽发生器（SG）引起的畸变入流对核主泵（RCP）流动性能的影响,采用计算流体力学方法,建立核主泵与下封头的联合计算模型;利用多参考坐标系模型和滑移交界面技术,开展运行工况下的全三维稳态和瞬态数值模拟;采用入流畸变度和平均偏流角公式定量表征畸变入流的流场速度分布,通过正则化螺旋度法捕捉核主泵叶轮的涡流流动特征. 研究结果表明：与均匀入流相比,畸变入流复杂化了核主泵进口流场,导致核主泵的湍动能和湍耗散增大,降低了主泵的水力效率;在泵的进口流场形成了明显的非对称分布的涡核区域,引起叶轮各流道流态产生差异,造成叶轮内部压力和速度分布不均;导致各流道流量分配不均,加剧叶轮受载波动;降低其运行的稳定性和安全性.     

基于叠加原理的气体浓度场数值计算方法

以线性偏微分方程叠加原理为基础,介绍了一种数值计算具有复杂边界条件和源项的气体浓度场的新方法.忽略浓度场对速度场的影响,则已知速度场的组分输运方程为线性对流扩散方程,可以应用线性叠加原理.首先将具有复杂边界条件和源项的浓度场问题分解为若干具有简单边界条件和源项的浓度场问题,然后对每个简单浓度场问题做一次数值模拟,获得其数值解,最后通过叠加这些简单浓度场的数值解,就可以求出复杂浓度场问题的解.该方法的应用可以达到减少数值试验数量、节约计算时间的目的.