基于动网格技术对泥沙输运和局部冲淤的数值模拟

该文建立泥沙输运和床面冲淤的垂向二维模型,采用SST k-ω模型模拟湍流并使用VOF法处理自由面运动,同时用动网格技术实现水底地形变化,计算了水平射流的泥沙冲淤问题。流场和地形变化的计算结果与实验数据基本一致,从而验证了计算模型的可靠性。在此基础上,该文进一步研究动床条件下的带横向沟槽明渠流动中水底地形随时间的变化过程。结果表明,水流在上坡过程中,由于水深减小流速增大,上坡部分受到局部冲刷作用;而坡顶处由于泥沙沉积形成一个小沙丘,坡顶位置在来流作用下逐渐向下游推移,最终地形趋于平衡状态。     

气膜孔的位置对涡结构和气膜冷却效率的影响

在燃气轮机中,气膜冷却技术能有效地从高温燃气中保护涡轮叶片,如何提高气膜冷却效率是气膜冷却研究的热点问题。使用大涡模拟(LES)模型分析了平板气膜孔在吹风比为0.5工况时气膜孔下游的速度分布,并与实验进行对比验证。在相同吹风比下,通过模拟叶片上不同气膜孔的位置相应的入口速度分布,研究其对气膜冷却效率的影响,以及对气膜冷却过程中占主导地位涡结构的形成和发展的重要影响。随着气膜孔的位置靠后,湍流边界层随之增厚,滚子涡和肾型涡对生成加快,涡强增大,涡核脱离壁面,从而影响气膜冷却效率。湍流边界层的变化对流向和展向的气膜冷却效率和冷却覆盖范围有明显的影响。