错列双圆柱的脉动升力特性及其流场机理

受到上游圆柱尾流作用,下游圆柱在小风向角下易发生尾流激振现象,脉动升力与尾流激振联系紧密,但以往针对脉动升力特性的研究较少,其流场作用机理尚未澄清.针对间距比为P/D=1.5~4的错列双圆柱,采用大涡模拟方法,在高亚临界雷诺数下(Re=1.4×10⁵),重点研究小风向角下（β=0°~30°）圆柱的脉动升力和流场结构之间的内在关系,基于流场特征讨论了上、下游圆柱之间的干扰机理.研究结果表明:在小风向角范围内,上、下游圆柱的脉动升力和流场特性变化剧烈,双圆柱会经历尾流干扰、剪切层干扰、邻近干扰、旋涡撞击及涡的相互作用五种干扰流态;在尾流干扰以及剪切层干扰流态下,下游圆柱的脉动升力远小于单圆柱;在邻近干扰流态下,上、下游圆柱相互间干扰较弱,下游圆柱的脉动升力接近于单圆柱;而在旋涡撞击流态和涡的相互作用流态下,下游圆柱的脉动升力则大于单圆柱,上游圆柱的尾流旋涡对下游圆柱的撞击或者与下游圆柱旋涡的相互作用会导致下游圆柱的脉动升力急剧增加.     

波浪形扰流元件对管翅式换热器传热及压降的影响

为了进一步提高管翅式换热器在气体侧的传热性能,在矩形扰流元件对管翅式换热器强化传热以及压降影响的基础上,对特殊的波浪形扰流元件案例进行了数值分析。对比分析了1 000～1 400雷诺数范围内,矩形、上波浪形和下波浪形扰流元件以及无扰流元件案例对气体侧的传热特性以及压降的影响。结果表明:管翅式换热器的传热性能受扰流元件形状的影响较大,且在相同雷诺数下,采用下波浪形扰流元件可以显著增强气体侧的传热性能,同时又使得气体在流动过程中具有相对适中的压降。     

超临界雷诺数下拉索顺风向自激力特性研究

为获得超临界雷诺数下拉索顺风向振动自激力特性,推导了拉索与顺风向阻尼相关的颤振导数准定常解析值。为保证数值模拟的质量,基于固定拉索CFD计算的网格无关性检查,确定了振动拉索数值模拟的合理参数和气动力系数。开展了雷诺数为5.18×105,折算风速在53~1 050范围内拉索顺风向强迫振动数值模拟和拉索颤振导数P*1识别,研究结果与准定常解析值的良好一致性,说明了方法的合理性,研究表明能采用准定常解析值来确定拉索超高折算风速下的颤振导数P*1。研究同时表明,在超高折算风速和拉索顺风向振动情况下,拉索涡脱力显著主导气动力,拉索振动不改变拉索的漩涡脱落频率,因此拉索自激气动力可忽略,风荷载只需考虑涡脱力。     

气液两相流在管内流动的数值研究

通过在Fluent建立流场计算模型,对油气润滑系统中润滑油在管道中的输送过程进行数值计算,对雷诺数在两相流中对油滴大小的影响及油滴是否连续的影响进行研究.通过模拟发现,当雷诺数取值合理时,在管道中形成连续的油气混合物,且润滑油被离散为油滴状,符合油气润滑的技术要求.     

油气润滑系统中油气两相膜形成的数值模拟

通过在Fluent建立流场计算模型,对油气润滑系统中润滑油在管道中的输送过程进行数值计算。针对雷诺数对于两相流中油滴大小的影响及雷诺数对两相流是否连续的影响进行研究。通过模拟发现,在雷诺数取值合理的情况下,管道中形成连续的油气混合物,且润滑油被离散为油滴状,符合油气润滑的技术要求。     

风力机新系列翼型气动性能研究

风力机翼型气动性能是风力机气动设计和性能分析的重要基础。采用粘性和无粘性结合的分析计算方法，对风力机新系列翼型进行了气动性能研究，用低雷诺数翼型分析和设计软件XFOIL分析了FFA－W3系列两种翼型在不同雷诺数和不同马赫数下的气动性能，并与实验数据进行了比较，取得了比较一致的结果。     

转捩模型在叶栅粘性流数值模拟中的应用方法研究

通过求解N—S方程对流场进行数值模拟，已成为研究透平机械的一个重要手段。而建立合适的转捩模型能够使流场数值模拟更为准确。本文作者利用现有的试验数据对Abu—Ghannam and Shaw^[1]转捩模型(AGS转捩模型)进行了修正，提出了利用弧长雷诺数模型确定转捩区长度的思想，并对计算结果与试验值进行了比较。     

影响埋管系统换热性能的三个重要参数

从简单的传热原理出发,推导了埋管系统换热程度与换热时间、雷诺数、埋管直径、空气状态参数等之间的函数关系,并分析了雷诺数、换热时间和地温三个重要参数对埋管系统换热潜力的影响。文章还从传热介质对埋管系统换热性能的限制出发,得出了系统的最佳雷诺数和管长、管径、气流速度、埋深等构造参数的合理范围,为系统设计提供了参考。分析表明,在埋管系统中宜采用导热系数大的粘土作为传热介质,并且管内气流的雷诺数在10000左右时,系统能取得较好的换热性能。还通过一系列已有工程实例对这一函数关系进行了验证。结果表明,这一函数关系所得出的结论和实验结果非常接近。     

工质对微石英管内部流动特征的影响

为采用“两管法”以消除进出口压力降及入口效应对流动的影响,分别以蒸馏水、CCl₄及N₂为工质,测量其流过内径d分别为19.60、44.63、91.65及140.86μm微石英管的流量与进出口压降,得到微管内部充分发展流的摩擦阻力系数f与Re的关系.实验结果表明,除d=19.60μm的管外,其他管在Re较小时,微管内部的f值与Hagen-Poiseuille解几乎一致;当Re升高到1300时,f已开始偏离Hagen-Piseuille解.对于d=19.60μm的管,在Re<500,工质为蒸馏水时,f比Hagen-Poiseuille解高10%~15%;工质为CCl₄时,f仍然约等于Hagen-Poiseulle解;工质为N₂时,f比Hagen-Poiseulle解低8%~10%.