一种适于强分离流动的三方程VLES模型

强分离流动的准确模拟对湍流模型极具挑战性，导致现有的VLES模型仍难以满足要求。究其原因，强分离流动往往伴随分离涡且具有局部旋转特征，而现有模型往往并未考虑该效应。为此，该文基于旋转湍流中表现优异的k-ω-v²模型，建立了一种新的VLES模型，并将其应用于圆柱绕流中，结果表明：相比现有的VLES k-ε模型，新模型准确地预测了圆柱后方的回流区长度，且雷诺应力的预测明显占优。通过精度控制函数及几个相关尺度的分析，发现湍流积分尺度是关键影响因素，新模型得到了该尺度的合理值，而VLES k-ε模型则高估了该值，导致精度控制函数偏低而预测失真。     

开敞式进水池喇叭口悬空高度对吸气涡的影响

开敞式进水池是中小型泵站中重要的水工建筑,其在结构尺寸设计不合理时易出现吸气涡,严重时会发生空蚀,严重影响泵站安全稳定运行。前人研究发现悬空高C对进水池流动影响较大,而对吸气涡的影响并未给出确切的影响规律。因此本文根据泵站设计规范中给定的悬空高取值范围,采用简化的耦合水平集与流体体积(Simple coupled level-set and volume-of-fluid method,S-CLSVOF)方法捕捉水气交界面,并基于分叉模型(Bifurcation model,BM)进行数值模拟,分析了吸气涡随喇叭口悬空高度的变化规律,结果表明：吸气涡的大小和进水管内相对吸气率β呈正相关,且相对吸气率在3×10-4~7×10-4之间;相对吸气率基本随悬空高度的增加呈下降趋势,但在C = 0.35D(喇叭口直径为D)处出现突降;分析每个方案涡量随时间的变化规律,涡量可定量体现吸气涡的强度;通过涡拟能输运方程中的分析,发现漩涡受到的拉伸作用决定了平均相对吸气率的变化规律,与吸气率的变化规律一致,揭示了吸气率突降的机理;在设计进水池时,考虑到吸气涡程度与泵的安装,C = 0.35D的悬空高度为最优选择。本文结论对进水池的设计具有指导意义。