平面旋涡(中心型奇点)水力特性的探讨

本文讨论了平面旋涡(中心型奇点)的水力特性.说明了这种旋涡的中心被封闭的流线所包围，中心点的流速为零，封闭流线为椭圆曲线；给出了旋涡内流速与压强，旋涡的环量、涡量以及角动量的表达式；建立了旋涡水力参数和主流水力参数的连接条件，包括两个运动连接条件和两个动力连接条件；将得到的理论结果应用于侧墙突扩或跌坎流，得到的旋涡中心压强表明，在一般明渠条件下，主流流速大于20m/s时旋涡区有可能出现空蚀；应用于水跃时发现，跃长与跃高之比和突扩流旋涡的长宽比基本相同，估计了水跃旋滚区的紊流运动粘滞系数；应用于交岔渠道的旋涡时，指出了旋涡宽度与渠宽之比必须小于0.160，给出了一个数例     

热风炉系统振动管路的流体力学行为分析

管内的一些流体流动行为是引起管路系统振动的重要原因之一。针对钢铁工业高炉热风炉大型设备在运转过程中的振动问题，应用流体力学相关理论重点分析了热风炉周围管路结构的流体力学行为，指出了弯管中二次流旋涡和收缩扩散管段边界层分离旋涡流动是诱发管路振动的机理，从而会给工程设计一些有益的启发。     

新型气体涡街流量变送器设计

设计了一种新型气体涡街流量变送器以简化测量系统结构,改善测量性能。变送器由信号测量单元与信号处理单元组成,测量单元同时对漩涡频率、被测气体温度和压力进行检测,信号处理单元以单片机为核心,通过软件对流量测量信号进行温度、压力补偿和非线性修正等处理以减少测量误差。实验测试结果表明:变送器性能指标达到了设计要求。     

基于计算流体动力学解析的液压锥阀噪声评价

结合试验结果和计算流体动力学的解析结果，研究液压锥阀的噪声评价方法。对Oshima和Ichikawa试验所用的液压锥阀进行计算流体动力学解析，得到流入和流出两种工况下，对应不同的锥面夹角时阀座上的压力分布和速度分布。
对压力和速度进行积分加权分析，结合前人试验所得液压锥阀噪声特性，找到一种基于压力分布和漩涡脱离回流的液压锥阀噪声特性评价方法。应用该方法对实际液压锥阀进行噪声评价，评价结果与试验结果一致，证明了该方法的可行性。     

阀门流场的数值模拟及流噪声的实验研究

采用非结构、非交错网格的有限体积法求解用二方程模型封闭的雷诺平均N S方程组 ,对水管路系统中 3种常见阀门的三维分离流动进行数值模拟。模拟结果表明 ,随着蝶阀、闸阀和球阀开度的减小 ,流体在蝶阀背面、球阀阀门内外分别形成两个方向相反的漩涡 ,闸阀的漩涡出现在挡板与管道的壁角处 ,并且漩涡在阀门下游逐渐消失。同时实验表明 ,阀门下游的流噪声大于阀门上游的流噪声 ,涡声是阀门噪声的主要来源     

锥形阀消力池淹没射流的大涡结构及特征

结合盘石头水库输水洞模型试验 ,应用现代紊流理论 ,对输水洞下游锥形阀消力池内的复杂流动结构进行了观测试验和定性分析 ,并从紊流力学的角度对耗散作了机理性分析 .认为锥形阀消力池内流态的显著特点是锥底存在较大范围的卷吸区 ,流态具有强三维性 ,大尺度涡拟序结构对池内的流速分布、压强分布及消能起主导作用 ,为进一步进行锥形阀消力池内流态及消能的定量计算奠定了基础     

下游圆柱涡致振动的升阻力特性及涡脱落模态分析

采用分块耦合方法结合任意拉格朗日欧拉法数值求解非定常二维不可压缩NS方程和Poisson
方程，分析了下游圆柱涡致振动的涡脱落模态以及升阻力特性。圆柱振荡频率比值为0.30～1.49。分析了
各种模态之间相互转化的跃迁点、升力与振幅间相位和模态间转化的关系，以及初始涡量形成的差异与模
态间转化的关系，研究了当涡脱落向下游移动时的演化和重组现象。研究发现，涡的横向和流向间距以及
涡街的大小随频率比的变化而变化；存在3种典型的涡脱落模态，即2P、2S 和 P+S模态，各种模态之间相
互竞争从而促进了流体与结构间相互作用的发展。     

2010-05-25宁夏暴雨诊断分析

利用常规气象资料、卫星云图及T213数值预报产品资料,应用天气学分析及诊断分析方法.对2010-05-25发生在宁夏的区域性暴雨过程进行了诊断分析.分析表明,高空急流的动量下传、高低空急流的适宜配置所产生的动力场的耦合作用为此次区域性暴雨的发生、发展提供了动力条件;此次暴雨过程充足稳定的水汽主要源自孟加拉湾和南海,是在有利的"东高西低"大尺度环流背景下,由200hPa高空急流5、00hPa西南中空急流、700hPa偏南低空急流、700hPa和850hPa低涡、切变线及地面"冷锋"共同作用造成的,暴雨落区位于地面冷锋前部、低空急流左前端.     

混流式水轮机偏工况运行的大涡模拟方法验证

为更准确地预测混流式水轮机在偏离最优工况时的内部流动特性和外特性,采用大涡模拟方法(LES)对其进行数值研究,针对LES方法,对比单相流计算和空化模型计算的结果.结果表明:基于空化模型的LES预测混流式水轮机内部流场比单相LES更为精确,偏工况下,多相流LES计算能捕捉到更准确的叶道涡结构和尾水管涡带结构.对比模型实验结果表明,LES计算能更好地预测水轮机的外特性,包括流量曲线和效率曲线.基于非定常的水轮机内部流动的LES,使用Q方法提取转轮区的空化叶道涡和尾水管涡带,研究叶道涡的高频运动和涡带的低频演化规律,在活动导叶开度10 mm、单位转速64.9 r/min工况下,叶道涡演化频率为转频的15倍,而涡带演化频率为转频的0.4倍,和实验结果相符合,验证了在复杂三维流动中LES方法的准确性.     

转炉出钢过程中涡流卷渣的数值模拟研究

为了提高转炉出钢挡渣效率,改善钢水质量,需要研发出更高效低耗的新型挡渣方法。利用CFD流体模拟软件Fluent6.3,通过基于压力的分离隐式求解器,采用k-ε双方程模拟出炉内钢液不同初始液位下静态出钢过程。通过对出钢过程的流场分析,从数学模拟的角度阐述了初始液位不同高度下的漩涡形成时间、漩涡的运动轨迹、出钢过程转炉内钢液的运动特征,针对涡流引起卷渣现象的研究,为今后研制新型挡渣方法提供了理论指导。