用Lagrange方法分析颗粒在湍流场中的运动

用Ｌａｇｒａｎｇｅ方法推导了固体小颗粒在湍流场中无因次运动方程，给出了该方程的一个线性微分方程形式。求解了颗粒在湍流场中的湍流运动特性，包括颗粒的能量频谱，颗粒速度方均值，Ｌａｇｒａｎｇｅ相关函数及颗粒的湍流扩散，同时给出了颗粒线性微分运动方程的通解。     

湍流边界层中单颗粒的运动方程

由任意流场中颗粒的运动规律出发,详细分析了颗粒在边界层内的受力,并结合边界层内特有的流动规律,推导出了湍流边界层中单颗粒的运动模型.其数值计算的结果与实测值进行比较,结果吻合的很好.     

用随机模拟法研究颗粒群在湍流场的扩散

离散的颗粒群与湍流场的相互作用一直是颗粒悬浮两相流理论中的一个重要课题。本文在颗粒轨道模型的基础上,采用随机模拟法对湍流场中的颗粒群进行了计算。呈正态分布的湍流脉动速度是由电子计算机产生的随机数来模拟的。在格栅产生的湍流场中颗粒群扩散的预测值与实验值十分符合。通过计算,还很好地解释了实验中出现的一些反常现象。     

气体涡旋燃烧器三维湍流场的数值模拟

以气体湍流运动的微分方程组及k-ε湍流模型为基础,采用SIMPLE算法数值模拟研究了气体涡旋燃烧器中的三维旋转湍流场.旋转方向的迭代采用了CTDMA方法,计算收敛速度明显加快.预测结果与日本古火田朋彦的LDV冷模实测值吻合较好.     

湍流场中涡线单元的结构分析

与描述湍流速度场的流线管单元[Wang L. On properties of fluid turbulence along streamlines. J Fluid Mech,2010, 648:183–203]的思想类似,为了描述湍流涡矢量场的结构,我们提出了一种新的结构分析方法,即涡线单元,可以用单元尺度和极值点涡量差值来表征.涡线单元与常用的涡管结构的不同可以概括为:涡线单元结构可以定量描述,并且是全空间填充的.在理论上这两个条件是保证我们可以将涡线单元的结构分析与全流场统计规律联系起来的必要前提,帮助理解和重构湍流涡量场.根据直接数值模拟数据,我们研究了涡线单元的统计与结构特性,包括尺度与手性等.根据涡线单元结构可以定量表征精细的条件统计,例如发现涡相关的动力学参数(例如拟涡能耗散率和涡拉伸率)强烈依赖于基于涡线单元结构的条件统计.这样一种结构分析方法为深入研究湍流场提供了新的手段.     

不同湍流模型在列车外流场计算中的比较

通过对简化缩比的列车模型在无侧偏角工况下分别进行模型风洞试验和数值模拟,评估了5种常用湍流模型在列车外流场模拟中的计算精度.数值模拟与风洞试验结果的分析对比表明:Realizable(可实现)k-ε在阻力的计算上精度最高,误差最小为2.5%;SST(剪切应力输运)k-w在升力的计算上更为精确,误差最小为0.5%.Standard(标准)k-w和SST k-w对准二维分离的捕捉与油流显示试验最接近,Realizable k-ε则对三维分离位置的预测更准确.     

生物反应器内部三维流动的数值模拟及其Lagrange粒子运动分析

本研究采用三维ALE方法对生物反应器内部复杂流动进行数值模拟，通过隔板的放置以及隔板位置和角度的调整，以达到控制生物反应器内的流动状态，并通过考察粒子的Lagrange运动特性，了解生物反应器内不同物质的混合情况，对工程优化设计具有一定的指导作用.     

尾水管湍流场及其压力脉动研究

尾水管湍流场及其压力脉动是一个非常复杂而又常见的现象,文章依次介绍了尾水管涡带的形成及其压力脉动、尾水管水流低频脉动特性和尾水管湍流场数值模拟概况,具有一定的工程实用价值.     

沿岸海域三维斜压场的数值模拟：Ⅱ.渤海湍流能量数值计算

研究建立渤海海域三维斜压场的流能量模型。对计算网格无法分辩的湍流运动，引入湍流能量得垂向动量、质量及能量交换系统，从而形成封闭的湍流运动方程组。     

粒子系统在复杂风场及湍流场中的实现

为真实地模拟气溶胶在复杂风场中的输运扩散效果,提出一种将计算流体力学计算的风场结果与粒子系统相结合的方法.以一个存在障碍物的三维区域为例,采用非结构四面体网格对其进行网格划分,运用计算流体力学方法对这一区域的风场和湍流场进行求解;在仿真平台Unity 3D中建立了与计算模型对应的环境模型,并将风场和湍流场的计算结果导入环境模型中,实现了风场在虚拟环境中的可视化.在环境模型中建立了粒子系统,并在存储于非结构网格中的风场及湍流场的作用下模拟了粒子系统的运动变换,实现了虚拟环境中复杂风场、湍流场条件下的气溶胶的扩散仿真.     

Calculation of Turbulent Flow with Pseudo-spectral Method

This paper deals with the numerical simulation of incompressible turbulent boundary flow of a flat plate with the pseudo-spectral matrix method. In order to appear more than 10 nodes in the turbulent base-stratum and transition of 43×43 computational grids,a coordinate transformation is put up from physical panel to computational panel. Several zero turbulent models are computed comparatively. The results are credible when comparing with the previous methods.     

论紊流Couette流

在分析脉动粘性系数VT在断面上的分布趋势的基础上,吸取前人的研究成果,提出新的VT公式和紊流Couette流的流速分布公式。     

低速湍流中气动噪声预测方法

 为了研究气动噪声的产生机理和传播过程,在考虑介质黏性的影响情况下,采用分解法并结合湍流模型,对低速湍流流动中气动噪声问题在时域上进行数值计算。基于非结构化同位网格和有限体积法,把可压缩N-S方程分解成不可压N-S方程、含黏性项的声扰动方程;为了考虑质点振速和声压耦合,采用SimpleC算法来同步求解不可压N-S方程和声扰动方程。进出口远场边界采用以渐近解为基础的无反射边界条件,并采用与内部区域相对应的有限体积法、时间隐式格式对其进行求解。利用所编制的程序进行层流状态下圆柱绕流气动噪声仿真验证,并与文献结果进行对比,检验本方法的正确性;并结合湍流模型将数值解法推广到湍流状态下气动噪声数值模拟中。结果表明该方法能够很好地反映流场和声场的形态,无反射边界能很好地抑制声波在边界处的反射,适合低速流气动噪声问题模拟,为实际工程中的降噪工作提供预测信息。     

不可压缩流体的有压槽道紊流

本文应用管流与有压槽道流的力学相似性,从理论上推导出不可压缩流体有压槽道紊流的以下3个关系式;(1)紊流时均速度的对数分布模型与断面平均流速的关系.(2)紊流光滑壁层流边层的厚度与速度计算公式.(3)阻力系数公式.以上结果已与 Dean 的工作进行了比较,在已知的实验范围内优于 Dean 本人提出的经验公式.     

湍流对冠状动脉粥样硬化的影响

本文通过对血流中湍流的形成及湍流对冠状动脉粥样硬化影响的分析讨论，揭示了血液湍流的血液流变学特性对冠状动脉粥样硬化的形成起着不可忽视的作用。     

收一扩喷管内二维紊流的数值研究

本文应用隐式有限差分理论对喷管内二维紊流流动进行了数值求解．采用了贴体曲线坐标系统，代数紊流方程模化紊流，整个流场用时间推进迭代方法获得．研究表明，控制方程右端粘性项矢是主变量欠的一个线性函数．文中所提供的计算方法与计算结果将为三维非定常计算打下基础．     

关于非贯性系中的拉格朗日方程

本文从广义势的定义出发,模拟电磁场中带电粒子的广义势,得出非惯性系中与惯性力相应的广义势,从而建立了非惯性系中力学体系的拉格朗日方程。     

紊流模式中的耗散相关和能耗率

在前人研究的成果－将耗散相关εｉｊ和和能耗率ε分解为非均匀部分和均匀部分－的基础上,进一步将均匀部分人解为主要部分即各向同性部分和剩余部分。分析了各向同性部分εｈ与脉动能ｋ、横向微比尺λｇ的关系,指出εｈ随着脉动能的取值,落在阻力平方区、过渡区和阻力线性区等范围,提出了可以工替紊模式中并不精确的能简经方程的算式。     

湍流态下浮选矿化速率数学模型

根据湍流态下矿粒、气泡的运动情况,引用分子运动理论及胶粒凝并理论,综合考虑流体动力及表面力的作用,建立了矿粒与气泡碰撞矿化的浮选速率数学模型。经纯矿物浮选试验验证,表明所建立的数学模型合理可靠。     

气尘两相旋流中尘粒运动特性及分离效率研究

根据气尘两相旋流内尘粒运动方程,从机理上分析并确定了这种旅流中平衡尘粒的粒径,非平衡尘粒的运动特性时间和尘粒分离之间的关系,另外,还将其与有关文献中的实验进行了比较,且吻合较好。