机器学习在湍流燃烧及发动机中的应用与展望

随着燃烧科学的发展，数值仿真与实验测量产生了大量数据，这些数据隐含许多有效的物理信息。传统研究方法对此类信息主要利用基于物理规则的模型去处理，但随着数据量的增加，基于数据驱动的方法开始受到重视。机器学习(machine learning, ML)技术由于在数据分析和处理方面取得了巨大成功，为处理燃烧领域的大量数据提供了一种新的范式。该文简要介绍了ML在湍流燃烧中的应用，主要包括化学反应、燃烧建模、发动机性能预测与优化、燃烧不稳定性预测与控制等4个方面，讨论了机器学习在燃烧研究中面临的挑战，并对未来应用进行了展望。     

氦氙反应堆子通道湍流交混系数研究

子通道分析是反应堆进行热工水力设计和安全分析的主要方法，准确模拟通道中的湍流交混系数是子通道分析的关键.已有的湍流交混系数关系式大多基于水堆开发，该研究基于计算流体力学方法开展氦氙反应堆子通道湍流交混系数研究，拟合出适用于氦氙反应堆的湍流交混系数关系式.与现有湍流交混系数关系式相比，新拟合的湍流交混系数关系式对中心通道温度的预测更加准确.     

基于室内空气稳定性的污染物侧送风数值模拟

在室内空气稳定性的概念和判断依据基础上,对其进行数学验证,根据环境温度垂直递减率的正负将其分为稳定型、中性稳定型和不稳定型.建立不同温度梯度下的数学、物理模型.并利用计算流体动力学(CFD)软件对NH3等污染物侧送风条件下,在室内传播的特性进行模拟,得出不同稳定性条件下污染物扩散的规律.在对污染物下进上出的通风方式的研...     

刮膜器对分子蒸馏器液膜流动影响的数值模拟研究

<正>分子蒸馏是一种新型的用于液-液分离或精制的高新技术,利用不同种类分子溢出液面后其平均自由程不同的性质来实现分离。其中,轻分子的平均自由程大,重分子的平均自由程小。它特别适合于分离高沸点、高黏度、热敏性的天然产物,已经广     

上海环球金融中心大楼顶部良态风风速实测

对结构高度为492 m的上海环球金融中心大楼顶部实测到的良态强风时段下的平均风速和脉动风速数据进行了分析,得到了3 s、10 min以及1 h时距下的平均风速值,并对其进行线性拟合.结果表明,10 min平均风速与3 s平均最大(瞬时最大)风速的比值约为0.876 8.根据实测数据,还分析了湍流度和阵风因子,结果表明,湍流度和阵风因子均随平均风速的增大而减小,此外,对比了部分时段内的实测脉动风速功率谱密度与VonKarman谱,两者较为吻合.     

全隐式E-CUSP迎风格式大攻角分离流数值模拟

采用全隐式、低耗散E-CUSP格式,通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程耦合Spalart-Allmaras(SA)湍流模型,模拟了细长旋成体在超声速、大攻角下的流场,分析了背风面涡的发展过程.结果表明:E-CUSP格式耦合SA湍流模型能够准确地模拟背风面的流动分离和精细的二次涡,对横向分离具有较高的模拟精度;预测的物面压力系数分布和激波位置与实验数据吻合良好,力和力矩的相对误差在1.98%之内;E-CUSP格式可用于模拟复杂的分离流动,具有高的计算精度和效率.     

矩形通道内具有Rayleigh-Benard对流的湍流换热大涡模拟

基于动态Smagorinsky涡黏模型对矩形通道截面内具有Rayleigh-Benard对流的湍流充分流动和换热问题进行了大涡模拟研究,分析了浮升力对管道截面的平均速度、温度分布以及雷诺应力的影响.湍流雷诺数为400,格拉晓夫数从105变化到107.研究结果表明:随着格拉晓夫数的增大,浮升力增强,通道内平均速度减小;亚格子黏性系数明显增大,湍流强度增强,换热也明显增强;由于浮升力的存在,在高温壁面附近,主流湍动能减小,展向湍流强度大大增强;初始条件对平均速度及温度的分布有一定的影响,但对平均的阻力系数及换热系数没有影响.     

非牛顿流体在分离旋流器内流场特性研究

运用计算流体动力学(CFD)方法分别对旋流器内非牛顿流体与牛顿流体的流场分别进行数值模拟.分析采用RSM(SSG)雷诺应力模型,得到非牛顿流体与牛顿流体的速度场、压力场以及表观粘度分布规律.研究结果揭示了非牛顿流体在分离旋流器内的流场特性:由于受非牛顿流体表现粘度随剪切速率变化的影响,在同一位置处,非牛顿流体的静压力、...     

新型直驱式高速部分流泵设计及流场模拟与数值分析

本文设计了一种新型直驱式变频高速部分流泵,并基于The Spalart-Allmarus模型建立了直驱式变频高速部分流泵的湍流模型,采用有限元数值计算,分别对蜗壳、诱导轮及叶轮流场进行分析,验证了设计的合理性．为该型高速泵的研究提供了理论支持。     

Optimization of flue gas turbulent heat transfer with condensation in a tube

Conservation equations for sensible and latent entransy are established for flue gas turbulent heat transfer with condensation in a tube, and the entransy dissipation expression is deduced. The field synergy equation is obtained on the basis of the extremum entransy dissipation principle for flue gas turbulent heat transfer with condensation. The optimal velocity field is numerically obtained by solving the field synergy equation. The results show that the optimal velocity field contains multiple longitudinal vortices near the tube surface. These improve the synergy not only between the velocity and temperature fields but also between the velocity and vapor concentration fields. Therefore, the turbulent heat and mass transfers are significantly enhanced.