三维非定常工业厂房自然对流问题的数值研究

对于纯自然对流问题,采用CFD技术进行仿真计算时,由于网格划分不理想、边界条件设置不合理、离散格式选择不妥、松弛因子调整不当等原因,导致较难得到收敛解,这是一直困扰研究者的问题.本文基于三维非定常模型和考虑浮升力影响的Boussinesq假设,运用CFD仿真技术模拟了有热源的厂房在自然通风条件下的气流组织情况,得到了厂房内的压力、速度、温度分布,并且依据模拟结果分析了自然对流对厂房内热湿环境的影响.结果表明,热源特征尺度越大,冷热壁面温差△T越大,则Gr数、Ra数也越大,热驱动流动的力度也越强.     

轴对称超空泡流振动频率特性

针对复杂超空泡系统微分方程求解困难的问题,提出了一种研究超空泡稳定性的方法,根据Logvinovich截面独立扩张原理,建立了空泡非定常流动模型,再由气体状态方程,将空泡内气体的体积与空泡内气体的压力建立函数关系,经过理论推导,得出空泡内压力的微振方程。通过对压力微振方程的求解,得到超空泡流的振动频率特性。结果表明,空泡的稳定性与动力学相似参数有关,当把该动力学相似参数控制在一定范围内时,空泡在运动过程中是稳定的,否则空泡的稳定状态就会被打破,使空泡破灭。该方法有助于更好地掌握超空泡技术,为工程实践提供理论支撑。     

基于FLUENT的导弹气动特性仿真分析

针对国外新型轻质超音速导弹欧洲燕,进行导弹三维实体模型构建,开展其黏性定常绕流特性数值仿真计算.基本模型仿真结果表明:末端飞行马赫数1.5时,导弹升力系数在20°攻角以前呈线性变化关系,至25°攻角仍未出现失速迹象,相应沿升力方向过载系数27.33,机动能力强;导弹升阻比在攻角15°时达到最大值,为1.68;导弹气动压...     

任意多边形上非定常扩散方程的单元中心型有限体积格式

针对二维非定常扩散方程,构造适用于任意多边形网格的单元中心型有限体积格式。采用向后欧拉格式进行时间离散,空间上在离散扩散算子时,利用网格顶点作为辅助插值点,通过求解一个欠定方程组将辅助插值点信息替换成网格单元中心点信息,最终得到只含单元中心未知量的离散格式。该格式既满足局部守恒条件,又满足线性精确准则。在几类多边形网格上进行数值实验,分别考虑扩散系数是连续和间断的情况,发现新格式均可达到二阶收敛。其数值表现显著优于算数平均加权和逆距离加权的九点格式,与双线性插值的加权方式结果相近,并且克服了双线性插值加权方式不适用于三角形网格的弊端。数值算例表明新格式求解非线性扩散方程仍然可以达到二阶收敛。     

非定常流弯肘型尾水管不规则压力脉动预测

尾水管内螺旋状涡带引起的压力脉动是造成混流式水轮机机组振动的主要原因之一,直接威胁机组的安全运行。为此,提出一种基于CFD数值计算的水轮机尾水管压力脉动数字化预测法,并利用此法对一大型混流式水轮机偏工况下尾水管内水流流动进行了长时间非定常流计算,讨论该工况下尾水管内死水域与涡带的运动规律,预测了尾水管的不规则压力脉动,压力脉动分析结果表明,其波形、频率、相位与实际基本一致。     

高层建筑三维非定常风场并行计算的数值模拟

为了分析风洞试验中观测到的高层建筑模型尾流有规律的漩涡脱落现象,基于计算流体动力学软件CFX和消息传递接口(MPI),利用局域网搭建了并行计算平台,实现了单台计算机无法实现的高层建筑三维非定常风场数值计算。采用剪应力模型(SST)进行数值计算,捕获到了高层建筑尾流的漩涡脱落现象,并与风洞试验数据做了比较。结果表明,三维非定常计算获得的高层建筑表面风压变化规律,较之三维定常和二维非定常计算所得的风场,能更真实地反映风场流动情况。     

一种液体流量计动态性能评估方法

本文介绍了利用管道动态特性进行液体非定常流量测量的方法,提出了将该方法应用于工业流量计动态性能评估的思想,并根据该思想设计了一套简单实用的流量计动态性能评估装置。     

桥面典型车辆气动特性及车辆间挡风效应的数值模拟研究

强风不仅是大跨度桥梁设计的控制性因素,同时也会影响到桥上车辆运行的安全,车辆气动特性是研究车辆行驶安全性的前提。基于计算流体动力学（CFD）仿真平台,模拟计算了汽车工业研究协会（MIRA）小车和重型卡车典型车辆在横风作用下的气动特性,分析研究了典型车辆分别位于桥面上不同车道位置时车辆气动力系数随风偏角的变化情况;进一步模拟计算了重型卡车与小车之间的挡风效应,研究了车辆间相对位置对车辆挡风效应的影响。计算结果表明：不同车型以及不同的桥梁车道位置对车辆气动力均有不同程度的影响;重型卡车对MIRA小车有明显的挡风效应,MIRA小车气动力随着车辆间相对位置变化显著,重型卡车气动力也有一定改变。     

激波管中非定常凝结现象的数值分析

引言天然气处理、输运过程中常采用节流制冷工艺,由于节流过程是一个不可逆熵增过程,效率比较低,这会导致压力能的较大浪费。根据已有的研究结果[1]:非定常流动的过程效率高于稳定流动的过程效率。基于非定常、交变流动过程的高效气波     

轴流压气机失速起始特性试验

在一台双级低速轴流压气机上进行了均匀进气时的失速起始特性实验研究。利用压气机周向、径向和轴向不同位置的多个动态压力传感器,捕捉到了压气机失速起始过程中不同位置动态压力信号的变化情况,表明压气机的失速起始具有三维非定常特征。压气机在失速前出现了模态波扰动,其传播速度为34.5%转子转速。首先在第2级转子的尖部诱发小失速团,该小失速团的周向范围和旋转频率与充分发展的失速团相同,但不稳定,它同时向下游、径向和上游3个不同方向快速扩展,在扩展过程中周向范围和旋转速度不变。通过对动态总压信号频谱分析和小波分析,发现导致压气机失速的主要原因是第2级转子部分叶排叶尖区域吸力面附面层出现了较大的分离,造成气流堵塞,诱发小失速团。