791翼型非定常空化流动数值计算研究

采用DES湍流模型对791翼型在2°攻角及雷诺数为2.1×105的来流条件下,空化初生以及片状空化阶段三维非定常流动的结构进行了数值模拟,初步揭示了其流动特征。在空化初生阶段,空化初生的起始位置位于翼型最大厚度处,且展向外缘处的小空泡脱落呈周期性变化。片状空化空穴U型结构演变阶段,其空穴长度演变呈现出回缩-生长-回缩的明显特征。片状空化空泡脱落时,在指向翼型前缘发展的回射流和指向翼型展向中间截面的侧向射流相互耦合下,U型结构的两侧中部部分空泡开始脱离主体,向中间截面流动。U型结构两侧上的回射流是导致U型空穴回缩的主要原因。     

多层翼形桨搅拌槽内混合过程的CFD模拟

The mixing process in a stirred tank of 0.476m diameter with single, dual and triple 3-narrow blade hydrofoil CBY impellers was numerically simulated by using computational fluid dynamics （CFD） package FLU-ENT6.1. The multi-reference frame （MRF） and standard k-ε turbulent model were used in the simulation. The shaft power and the mixing time predicted by CFD were in good agreement with the experiment. The effects of tracer feeding and detecting positions on mixing time were investigated. The results are of importance to the optimum design of industrial stirred tank/reactors.     

HYDRODYNAMIC MODEL OF THE WEIS-FOGH HYDROFOIL

ＨＹＤＲＯＤＹＮＡＭＩＣＭＯＤＥＬＯＦＴＨＥＷＥＩＳ－ＦＯＧＨＨＹＤＲＯＦＯＩＬＺｈａｎｇＳｈｅ－ｓｈｅｎｇ；ＷｕＸｉｕ－ｈｅｎｇ；ＷａｎｇＸｉａｎ－ｆｕ（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ，ＷｕｈａｎＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＵｎｉｖ...     

应用Realizable k-ε湍流模型的振荡水翼绕流数值模拟研究

采用计算流体力学软件Fluent提供的Realizable k-ε湍流模型计算了振荡水翼的绕流问题,利用有限体积法求解雷诺平均N-S方程,空间离散应用二阶迎风格式,速度—压力耦合格式为SIMPLEC格式;为了验证该数值格式及湍流模型,计算了文献中的算例并做了对比;考察了不同参数对振荡水翼周围流场及受力特征的影响,研究表明在一定水翼攻角条件下,水翼振幅及振荡频率均对振荡水翼的涡结构产生发展及其受力特征具有明显的影响.     

翼型组合桨持气特性的实验研究及数据关联方法

研究了内径φ0.382～1.16m机械搅拌釜中翼型组合桨气液两相的持气特性,考察了结构参数 (包括翼型桨径、桨间距、桨下距离、通气位置、挡板形式及翼型桨排出流方向)和操作参数 (包括搅拌转速与通气量)对气含率的影响.采用单位体积功率和表观气速及Froude数和通气流动数两种方法对气含率进行了关联处理,并采用神经网络技术建立了翼型组合桨的气含率关联的网络模型,该模型掌握了各参数对气含率的影响规律,具有很好的泛化能力,与传统关联方法相比,网络模型的预测误差可缩小至±10％以内.     

某二维水翼空化数值模型对比

以二维水翼计算模型为研究对象,采用数值模拟的方法,通过不同的空化模型和湍流模型对计算模型进行数值模拟研究,得到了翼型在空化过程中空泡的运动规律。结果表明:该翼型在不同空化模型下,发生空化时,空化过程包含了空泡的产生、发展、脱落和溃灭几个过程,空化的运动过程总具有明显的周期性;Schnerr-Sauer模型的计算结果与实际的水翼空化流动过程相吻合,Schnerr-Sauer空化模型可以很好地模拟绕水翼的空化流动过程。     

机械搅拌反应器中挡板的结构设计

研究了内径为0．786m的搅拌釜中挡板尺寸及结构对圆盘透平桨RT和翼型桨k5及其组合在气液两相中的气体分散与混合特性的影响。对不同形式的挡板的搅拌功率、气含率及气液混合特性进行了对比分析。研究结果表明：挡板尺寸结构应根据搅拌特性需要进行优化设计;挡板系数为0．12时,组合浆的功率输入已与同一转速下的全挡板系数时的功率输入相近,它同时可改善微观混合、提高混合效率：采用开槽挡板可提高复杂快反应的选择性,混合效率提高20％～25％。     

翼型轴流桨推力系数实验及CFD模拟

对几种不同型式轴流桨的推力系数进行了实验及CFD模拟研究。结果表明:四宽叶翼型桨A的推力系数最大,三窄叶翼型桨D推力系数最小;模拟结果与实验结果有很好的吻合;四宽叶翼型桨A较其它几种轴流桨形成的全釜大循环更为彻底,没有发生分区现象;四宽叶翼型桨A在叶端线上的最大轴向速度远大于其它4种桨;四宽叶翼型桨A最大轴向速度随着r/R的增大而逐渐减小且逐渐向釜底方向移动。在水体系中的实验结果表明:当通气量Qg为1.1vvm,P/V≥1.5kW/m3时,四宽叶翼型桨A-透平桨组合的传质系数较双层透平桨组合高约9.6%。     

轴流式通用发酵罐的研究现状和对策

分析和比较了翼形搅拌桨与国内外发展圆盘涡轮桨的流体力学性能特点,指出了轴流式通用发酵罐的现状及存在的问题,提出了一些今后研究的对策。     

粘性流中的二维兴波水翼水动力特性研究

本文采用边界层的概念来研究粘性流中的二维兴波水翼之水动力特性的数值计算方法。考虑到边界层与外部势流的相互干扰，运用了势流与边界层的相互迭代计算，从而求得两者相互匹配的解。用势流解求得的水翼升力系数往往比实验值明显偏大。而用本文的方法，从算例来看，计算结果比势流解减小１５％左右，而与实验值比较接近。本文还讨论了兴波阻力的计算方法，并有算例。