在恒壁面热流条件下汽泡接触周期研究

以湍流漩涡扩散理论为根据,建立了漩涡与壁面接触时液体温度的分布方程。再根据汽泡顶点温度必须高于热力平衡温度的原则,确定了接触周期,该计算分析结果与文献所给出的实验数据吻合较好。     

大型烟气脱硫塔的流体动力学模拟及优化设计

对大型烟气喷淋脱硫塔进行合理简化,并结合浆液液滴随机生成模型.采用基于k-ε的湍流方程和基于雷诺平均的Navier-Stocks控制方程,对喷淋脱硫塔进行了空塔和喷淋状态下的热态流场计算.计算结果表明:脱硫塔内入口处流场变化最剧烈,压降损失最大,因此对入口处进行改造可减小压降损失;喷淋浆液液滴对烟气流场具有强烈的整流作用,可以使空塔中的烟气漩涡强度和规模减小.根据计算结果对脱硫塔的来流烟道加以改造,并对改造后的脱硫塔进行了流场计算,计算结果表明,改造后烟气因塔内结构而产生的漩涡已明显减小,流场分布更为合理.     

基于CFD的水轮机导叶翼型数值模拟及分析

基于RNGk-ε湍流模型和三维雷诺时均N-S方程,采用SIMPLEC算法对一个高水头、低比转速混流式水轮机进行全流道三维定常湍流计算,分析活动导叶翼型对水轮机性能的影响.数值计算结果表明,采用对称型和负曲度活动导叶可减少高水头低比转速水轮机导水机构中的漩涡、撞击和叶道涡,可使转轮的效率和出力增加,叶片背面的汽蚀得到改善.     

连铸中间包湍流流动及夹杂物分布的大涡模拟

为深入了解中间包内钢液的流动湍流特性和夹杂物分布,采用雷诺平均方程和大涡模拟两种方法计算了中间包内湍流场及夹杂物的分布.结果表明:雷诺平均方程得到的中间包湍流场呈现对称分布;而大涡模拟可以捕捉更多的随机漩涡,更能反映流动的某些细节,对中间包内的瞬时流场预报更准确,得到的瞬态湍流场呈现非对称分布.得到了夹杂物主要的三种运动轨迹,且夹杂物的分布是不对称的,容易聚集在中间包边角和壁面处.     

多孔介质单相流阻力特性

球形燃料元件与水冷堆相结合,因其突出的优势受到广泛的关注,成为新概念堆型探索方向之一.文中以水为工质,对多孔介质中Forchheimer区和湍流区下阻力压降进行研究,并将其与经典Ergun型方程的计算值进行了比较和分析.结果表明,湍流区中Ergun型方程的值与实验值出现很大偏差,但二者之间有比较相似的总体趋势.在此基础上,修正了湍流区中Ergun型方程中的常系数,得到了合理的预测模型公式.     

二维非定常水跃的数值计算

本文采用直接解N-S方程和标准K-ε湍流模型方程的方法,模拟了一类二维强迫水跃的产生和发展过程,给出了水跃在发展的不同时刻的的自由表面形状和流速分布情况.计算结果较好地与试验结果符合.所编制的通用计算程序GRAFST可对一般的二维非定常带自由表面的湍流进行计算.     

基于两相湍流珊瑚礁地形的波浪数学模型

珊瑚礁地形的波浪非常复杂,礁坪破碎后的波浪对礁体、防波堤等影响很大。为了更好地了解珊瑚礁地形下规则波的传播变形特征,文中基于雷诺平均的纳维埃-斯托克斯方程建立了珊瑚礁地形上的波浪数学模型,其中湍流模型采用两相的k-ω SST方程,数值模拟在OpenFOAM开源工具中进行。本模型通过文献中的物理实验数据进行验证,分析了珊瑚礁地形上的波高、增水和波面形态变化,并与标准k-ω SST模型的结果进行比较,结果表明:文中模型能有效减轻自由表面附近过度产生的湍流动能,波高和增水的模拟结果相比标准k-ω SST模型的更加准确;波浪在珊瑚礁地形上破碎时破波区的湍流动能主要集中在波峰附近,波谷的湍流动能则很小;在湍流动能的影响下,模型在破碎点处的波高减小、减水增大,破碎后的波能耗散增大。文中波浪数学模型可应用于珊瑚礁工程设计的波浪计算中。     

真空系统抽气过程的计算方法研究

有关抽真空系统的计算方法一般采用简单的理论模型,其结果与实际情况有较大偏差.该文以中低真空系统(包括真空室、管道和真空泵)为研究对象,基于真空泵的抽气速率与吸入压力的特性关系,根据管路流动状态选取层流或湍流模型,提出一种新的抽真空时间计算方法.选取某实测的真空系统作为案例,采用新计算方法和传统的层流算法对该系统抽真空过程分别进行了计算,发现在中高压阶段,管道流动处于湍流状态并使阻力增大,若不考虑湍流影响,则所得到的压力下降过快与实际情况有较大偏差.该文所提出的计算方法得到了实测结果的验证,从而是一种切实可行的抽真空时间计算方法.     

沉浸边界法在湍流燃烧中的应用

沉浸边界法可以在直角坐标系中处理各种形状的边界问题．将此用于三维的圆柱火焰绕流问题的研究,其中,湍流模型采用大涡模拟（LES）,化学反应速率采用EBU漩涡破碎模型．计算结果与实验结果比较相符,基本反映了湍流火焰的绕流特征,说明该方法用于讨论湍流火焰的绕流问题是有效的．     

一种近壁湍流封闭的理论模型

提出在湍流边界层近壁区采用共振三波的理论模型描述湍流相干结构,根据理论模型系统计算了湍能耗散率输运方程各项的分布,由计算所得理论ε值和ω值计算了平均速度分布.对于靠近壁面的黏性作用层,计算所得理论值与直接数值模拟符合很好,表明该理论模型不仅有益于对湍流机制的了解,而且可能为近壁湍流模型开辟一条新的途径.     

QCD因子化框架下Β_s→PP衰变中湮灭图效应

CDF和LHCb实验组对Bs介子衰变中纯湮灭过程的测量揭示了大湮灭图贡献的存在.基于日益精确的B介子衰变测量实验结果,本文在QCD因子化框架下研究了湮灭图贡献的效应,对Bs系统中的湮灭图参数空间进行了拟合,并结合Bu,d介子衰变分析了湮灭图贡献对初态的味道依赖性.在本文得到的参数空间内,Bs→ππ,πK,KK衰变的理论结果与实验数据一致.然而,在目前的理论计算和实验精度下,湮灭图参数对初态味道的依赖性很难被严格辨别,即ΧiA对Bs和Bu,d系统仍可以是普适的.     

基于非标准分析湍流模型及其应用

基于自然界层次结构的非标准分析湍流理论是新近提出的湍流理论，它以Robinson的非标准分析为数理逻辑基础，从全新的角度得出了三阶精度湍流封闭方程，从理论上证明了粗网格数值计算理论的正确性，为湍流及湍流相关理论如燃烧的数值计算开辟了全新的发展空间.文中运用有限体积法数值求解忽略0(ε2)项的非标准分析湍流封闭基本方程，比较了平板速度边界层计算解和Blasius解，比较了两种不同湍流模型的计算结果，初步验证了非标准分析湍流理论的正确性.     

金属中电子等离激元(plasmon)运动方程的推导

由于金属中电子-晶格离子系统的哈密顿式较复杂,如其中含有四个电子产生、湮灭算符乘积的项,使人们在推导其相应的电子等离激元运动方程时感到困难.本文讨沦了此相互作用哈密顿项的奇点问题,并对运动方程作了严格推导.     

基于k-ε模型的剪切流中湍流动能衰减规律研究

分别从理论推导和数值模拟的角度,分析了剪切流中湍流动能的衰减规律.通过简化湍流变量输运方程,采用Matlab求解了使用标准k-ε模型计算剪切流时湍动能在不同高度处的数值解,通过fluent数值模拟,验证了理论数值解,并与均匀流中的数值模拟结果进行对比,分析了在剪切流中入口湍流强度和湍流黏性比、来流速度梯度和输运方程扩散项等对湍流变量衰减的影响规律.结果表明:剪切流中存在湍流动能衰减;入口湍流强度对湍流变量输运方程生成项的影响较大,湍流黏性比对湍流变量输运方程生成项的影响较小;当入口湍流强度相同时,入口湍流黏性比越大,湍动能衰减的越快,来流速度梯度对湍动能衰减的影响越小;当入口湍流黏性比相同时,入口湍流强度越大,湍动能衰减的越慢,来流速度梯度对湍动能衰减的影响越大.     

近壁湍流和微颗粒的两相作用及减阻效应

为研究颗粒和近壁湍流的相互作用和流动阻力问题,采用点-力双向耦合模型并结合Lagrange粒子追踪法,对负载颗粒的槽道湍流进行直接数值模拟(direct numerical simulation,DNS).同时,从含颗粒作用外力项的NavierStokes方程出发,推导颗粒加载湍流的阻力系数表达式.考察较低容积比下粒径小于Kolomogrov尺度的颗粒对湍流结构的调制以及湍流减阻现象,讨论颗粒尺度和数量等加载参数对阻力系数的影响,发现在本研究范围内的细微颗粒对湍流的调制以抑制作用为主,同时产生明显的减阻效应.     

玻色系统的配分函数路径积分计算

引进粒子数占有表象中的产生和湮灭算符 ,构造相干态理论 ,用路径积分的方法讨论和计算了玻色系统的配分函数。     

构造产生和湮灭算符的一般方法

本文由海森堡运动方程出发,简明地阐述了哈密量在二发量子化表述中的对角化问题,结出了构造产生和湮灭算符的一般方法.     

啁啾场作用下二能级原子跃迁的时域动态变化分析

运用密度矩阵运动方程,分析了啁啾脉冲光场作用下二能级原子系统跃迁随时间的变化过程,并利用布洛赫矢量模型方法对其演化过程进行了动态分析.结果表明,啁啾效应使系统粒子布居几率出现振荡.布洛赫矢量演化过程表明,粒子布居几率的这种振荡,反映了系统粒子数转移、色散和吸收三者之间动态变化的物理过程.     

旋转对平板通道内湍流流动和换热影响的直接模拟

直接模拟了展向旋转数等于0~15时平板通道内的湍流流动和换热,分析了科氏力对湍流平均特性、湍流统计特性、雷诺应力输运和湍流结构的影响.采用有限差分法离散非稳态N S方程,湍流雷诺数和普朗特数分别为150和0 71,网格数为64×128×64.计算结果表明,随着旋转数的增加,压力面附近湍流强度增大,换热增强,而吸力面附近换热减小.雷诺应力输运方程中的旋转项在各应力中的能量分配作用远大于压力分配项,且旋转项使得雷诺应力输运方程的各项分布和相对关系发生了较大的变化.由于科氏力的作用,压力面附近的条带间距减小,条带变细、变短,而吸力面流动脉动衰减,有层流化的趋势.     

弯曲圆管中矿浆湍流场的三维数值模拟及分析

采用三维、定常、不可压缩,时均Ｎ－Ｓ方程和混合长湍流模型,建立了弯曲圆管中矿浆流动的控制方程和模型,使用有限元法对计算区域进行了离散,并对流动方程进行了求解,为减小用有限元法计算三维湍流场的计算量而采用了加罚有限元法。