柴油机涡流室内流场计算的有限容积法

阐述柴油机涡流室内空气流场数值计算的有限容积法的主要内容，并运用有限容积法对柴油机压缩冲程中涡流室内流场进行数值计算．且将计算值与激光多普勒（ＬＤＡ）测量实验值进行比较，结果吻合     

柴油机涡流室内流场计算的有限容积法

阐述柴油机涡流室内空气流场数值计算的有限容积法的主要内容，并运用有限容积法柴油机压缩冲程中涡流室内流场进行数值计算，且将计算值与激光多普勒（ＬＤＡ）测量实验值进行比较，结果吻合。     

Y~+值对潜艇流场大涡模拟计算精度的影响

为了准确获得潜艇的流场信息,采用不同的近壁面处理方法,结合两种湍流模型(SSTk-ω和LES)对潜艇的黏性流场进行数值仿真,并将计算结果与试验值进行对比分析,研究了潜艇黏性流场在定常及非定常情况下近壁面网格尺寸对计算结果的影响.结果表明:调整近壁面网格的Y+值能够有效地改善计算结果的准确性,当结合SSTk-ω湍流模型进行定常计算时,阻力计算结果的准确性随近壁面网格尺寸的增大而降低,Y+值处于2~50的计算结果最为精确;当应用大涡模拟对潜艇流场进行计算时,同一Y+值并不适用于所有计算项,阻力计算时Y+值控制在10~250、伴流场求解Y+值控制在2~50是最佳计算方案.     

三维弹性问题的有限分析法

将有限分析法应用于分析固体力学的三维弹性问题，导出了三维弹性过值问题的计算格式。由于使用格林函数法求局部解析解，提高了计算精度。     

基于AHP和TOPSIS法的甲板和舰载机悬翼流场质量排序

为能够较便捷地对舰船甲板气流场进行系统评价,采用层次分析法(AHP)确定评估指标权重值,运用基于优劣解距离法(TOPSIS)对舰船甲板流场进行排序,进而分析关键点位置和指标权重值变化对停机坪流场质量评价结果的影响.研究结果表明:该方法可以直接给出不同风速和风向条件下甲板流场质量排序;对于舰船甲板区域,TOPSIS法的评估结果与研究关键点位置的选取有关;对于停机坪区域,改变停机坪中关键点位置和评估指标权重值,不会对TOPSIS法的评估结果产生明显影响,但是运用优化后的各个指标权重计算出的流场优劣特点更加突出.     

水轮机双列环列叶栅流场的边界元分析法

本文以水轮机导水部件流场为研究对象,提出了水轮机双列环列叶栅流场的边界元分析法。经过在计算机上编制程序计算后验证,采用该方法的计算结果与实验结果比较吻合,并且速度快,精度高。利用该方法可以对水轮机双列环列叶栅流场进行预测与筛选,流场计算结果可作为分析水流流态和评价通流部件设计方案的一个依据。     

新的多重网格算法在压气机流场计算中的应用

根据在流场数值计算中使用多重网格方法可以加速收敛的原理,在叶栅流场控制方程使用有限体积差分法进行离散的前提下,提出了一种新的4重网格方法来加速求解压气机叶栅可压缩流动,该方法可以与显式时间推进法有效配合使用。通过对NASA67超音速轴流压气机叶栅流场的数值计算表明,该方法明显加快了流场计算的收敛速度,并且计算结果与试验结果吻合较好。     

纤维悬浮槽流场稳定性研究

在纤维取向张量基础上,建立了纤维悬浮流本构方程,并推导了纤维悬浮流的修正Orr-Sommerfeld稳定性方程.采用谱方法和有限差分法对方程进行了数值求解.对无纤维存在的流场进行计算后,所得结果与实验结果符合较好,且比以往的计算结果有更高的精度.对纤维悬浮流场计算结果表明,纤维的存在减弱了流场的不稳定性,使流场临界Re数提高,扰动增长率降低,不稳定扰动波的存在区域缩小.减弱的程度与纤维的体积分数和长径比成正比.     

离心泵导叶扩散段内湍流计算

采用三维贴体坐标计算了多级离心泵导叶中的湍流流场,其雷诺数Re=2.59×10~5.所采用的数值方法是目前计算流体领域中较新颖的分块隐式有限差分方法,将直角坐标推广为湍流计算,湍流计算模型为标准的K—e模型.精确地模拟出了泵导叶中的高雷诺数湍流速度及压力场.其结果与实验值基本吻合.     

FAM3D三维弹性程序

按照有限分析法基本理论上建立的求解三维弹性问题的计算格式，研制出有限分析法三维弹性程序FAM3D，从而为求解三维弹性问题提供了一种新型计算手段。     

钦州湾潮流模拟及其纳潮量和水交换周期计算

根据FVCOM模式的模拟结果和2006年至2008年间对钦州湾海流的观测资料,分析钦州湾的潮流特征,并计算该湾在平均海平面的纳潮量和大、小潮的水交换半更换周期。结果表明,该湾潮差很大,潮流主要为往复流,平均潮差纳潮量为7．55×10^8m^3,大、小潮水交换的半更换周期分别为1．70个周期和4．53个周期。     

无结构网格二维潮流模型的开发及应用

基于无结构网格的半隐海洋环流模型——“类UnTrim (unstructured grid version of trim)模型”开发了一个二维潮流数学模型.模型在平面上采用无结构三角网格,并采用二维浅水方程作为控制方程.利用水槽试验对模型的潮流模拟和干湿判别进行了验证,验证结果显示模型是稳定可靠的.将模型用于长江口的水动力过程模拟,并利用实测水文资料对模型进行了率定和验证计算.结果表明,模拟结果与实际情况一致.     

宽浅型明渠非定常流的数值模拟

本文根据不可压缩三维非定常流的动量方程和连续方程,求解了宽浅型明渠中三维流速分布和水位随时间的变化规律.采用单方程湍流模式确定涡粘性系数,沿垂向引入无尺度坐标,使计算网格能拟合自由面及床面.对控制方程采用有限差分离散、剖开算子法求解.通过引用欠松驰技术,提高了计算稳定性.计算表明,本文中提出的计算方法具有时间步长大、存储量小和机时省的优点.最后,用其求解长江口南港河段的潮流运动,计算结果与现场实测结果十分一致.     

潮波运动对珠江三角洲分流的影响

感潮河段内节点分流受潮波作用的影响,其分流过程与非感潮河段节点有所不同。本文以河网密布且潮波作用强烈的珠江三角洲为研究对象,利用二维水动力模型在“无径”、“无潮”和“径潮”三种条件下进行模拟,引入分流不均匀系数定量描述流量分配,量化了潮波对感潮河段节点处分流的影响。结果表明,潮波改变了珠江三角洲区域径流在河道分支内的分配,特别是在枯季。整体而言潮波的作用是抑制无潮情况下的不均匀分流,枯季时西江下游节点处潮波作用可以逆转径流单独作用时的影响。敏感性分析表明,对节点处分流影响最大的是M2分潮,其次是K1,O1和S2。另外,长期密集采砂造成的水深增加进一步加强了潮波作用的影响。     

非结构网格下两步压力校正算法的潮流模拟

针对非结构网格下的潮流数值计算,采用有限体积法离散基本方程,对流-扩散项离散采用幂率格式,交叉扩散项引入超松弛校正方法,水位校正方程应用Rhie-Chow动量插值思想和SIMPLEC类算法导出.采用两步压力校正法将交叉扩散项单独考虑,以提高模型对高度畸变网格的适应能力.计算结果表明,该处理方法可提高压力欠松弛系数,并能有效改善复杂区域潮流模拟的健壮性.通过对黄浦江感潮河段潮流的模拟,表明该模型的预测结果与实测资料吻合良好,模型对潮流的模拟结果是可靠的.     

铁山港湾港口总体规划用海对海水动力环境的影响预测

【目的】研究铁山港湾港口总体规划工程的建设对周边海域潮位、纳潮量和流场3个方面的影响。【方法】采用二维潮流数学模型对铁山港湾海域的潮流场进行数值模拟,分析工程前后水动力变化情况。【结果】铁山港港口总体规划实施后,石头埠站、沙田站和安铺站最高潮位均有所增加,增加幅度分别为0.03m,0.11m,0.10m;石头埠断面潮流涨急流速略有减小,平均减小幅度为0.06m/s,落急流速略有增加,平均增加幅度为0.06m/s;沙田断面涨落潮流速均略有增大,增加幅度为0.11~0.17m/s;安铺断面主槽区流速基本上无变化;工程后石头埠、沙田和安铺3个断面的纳潮量均有不同程度的增加,分别为1.8%,3.1%和4.3%,沙田断面单宽纳潮量变化不大。【结论】港口总体规划工程实施后,铁山湾内涨潮时流速较小、落潮时流速较大的分布规律没有改变,对铁山港水动力环境影响较小。     

电厂温排水余氯对水环境影响的数值模拟

以扬州第2发电厂三期工程温排水问题为例,利用二维水动力模型对温排水余氯受纳水域长江扬州段潮流场进行了模拟;以该数值模拟的潮流场作为余氯输运模拟的水动力条件,利用余氯二维对流-扩散模型预测了受纳水域余氯的质量浓度分布,并分析了这种分布对水环境造成的影响.结果表明:在不利水文条件下,温排水中余氯的质量浓度空间分布范围较小,较高质量浓度的余氯分布在排水口附近的区域;由于环境水体对余氯的稀释能力较强,温升带长度有限、宽度很小,温排水中余氯对鱼类的影响是间接和微小的,对长江水生珍稀动物的生态环境几乎没有影响.     

甬江感潮河流桥梁群对防洪纳潮累积影响

为研究甬江上已建桥梁群对感潮河流防洪纳潮的影响,基于Delft3D模型建立甬江二维非恒定流数学模型,并使用原型观测数据对模型进行参数率定和验证,开展典型洪水和潮汐条件下桥梁群对甬江水流流速和水位的影响研究。结果表明：单个桥梁对水流的影响主要在桥位近区,桥梁群因影响范围的重叠而产生累积影响,且增加了对水流的影响范围。通过不同洪水和潮汐条件下桥梁群对水流的影响比较发现,大潮小洪情况下桥梁群对甬江水流的影响较大洪小潮情况下更为明显。     

潮汐水域流速场和温度场的数值模拟研究

结合拟建的深圳前湾电厂冷却水工程实际,对电厂温排水排入附近海域的流速场和温度场进行了平面二维数值模拟。将流速和潮位的计算结果与实测资料进行了分析比较,二者吻合良好。在此基础上,对电厂温排水的温度影响范围及取水温升进行了数值模拟预报,为工程设计和环境评价提供了依据。