突扩管分离流场的数值模拟

边界突然扩大的流动在管道输运工程中是一种常见的流动现象,管道的设计对节能及生产成本的降低起着至关重要的作用.利用计算流体力学(CFD)中的FLUENT软件对突扩管路牛顿流体层流情况进行数值模拟,并通过后处理软件Tecplot和Origin对模拟结果做了数据处理,给出了不同雷诺数和不同突扩比情况下的突扩管分离流场的流线图,分析了它们对突扩管流的影响.结果可以很好的反映突扩管流的基本特征,为工业生产中常见的此类问题的研究提供了理论依据和分析方法.     

幂律非牛顿流体流动的有限体积算法

以幂律非牛顿流体为研究对象,针对其表观黏度随剪切速率变化且计算过程有别于牛顿流体的特殊困难,提出了一种高精度格式的有限体积计算方法。对其中应力计算时可能出现的"零障碍"和"无限大障碍"奇点问题,采用限定表观黏度数值变化范围的方法以防止迭代计算过程中出现除零和除无穷问题,并给出了完整的计算方法。计算了幂律流体在圆管和突扩圆管中的层流流动,验证了该计算方法的有效性。并分析了幂律流体的流动指数对圆管和突扩圆管中层流流动的影响。     

基于多块同位网格对管路流场的分区并行计算

在基于多块同位网格和集群以突扩管路系统内部流场为算例开展的分区并行计算研究中,利用SIMPLE算法实施了可自定义分区的并行计算方法,分析了不同雷诺数和突扩比对突扩管内流动结构的影响,重点探讨了基于自定义分区的不同分区方式及核数工况下集群的并行计算效率,进一步分析负载对计算效率的影响.结果表明,网格数、核数和分区方式对集群的计算效率都有很大的影响,并且每个分区所包含的网格数越均匀即负载越均衡,并行计算效率越高.     

风压作用下的自然通风阻力特性的探讨

探讨了风压作用下大开口的自然通风阻力特性,并提出了用局部损失迭加法来计算阻力损失,即认为通过建筑物的气流是由不同的突缩段和突扩段的组合。由此可推出进、出口的流量系数不同,从而得到一种简单的估算自然通风量的计算方法。与试验值进行验证,相比通常的计算方法,此方法误差更小。     

突扩管道中密相两相湍流的数值研究

利用颗粒动力学理论,建立了密相两相双流体湍流模型,给出了其封闭方程组,提出了一个简单而精确的颗粒径向分布函数的计算公式,运用所建的数学模型,系统地研究了竖直向下突扩管道中气固两相湍流的流动计算发现：两相突扩的流动特性与流动突扩比、两相间密度差、颗粒大小、颗粒的平均体积分数等有因素有关;颗粒相的流动特性在某一个颗粒直径下会发生突跃,这个直径的大小是与流动突扩比及两相的密度及粘度有关的。     

单相流体通过节流管的阻力特性研究

本文导出了单相流体通过节流管的压降计算模型,其理论计算值与试验结果相吻合,精度可满足一般工程测量的要求。文中还指出,单相流体通过节流管的阻力损失主要是突扩阻力损失,但其进口突缩阻力也不能忽略;此外,对于较长的节流管,还须计及沿程摩阻损失。     

侧壁射流对突扩通道流动特性的影响

讨论了垂直于突扩通道主流方向的侧壁射流对壁面压力系数、传热系数和主回流区长度的影响 .采用标准k ε双方程湍流模型 ,对侧壁射流突扩通道中的流场进行了数值模拟 ,计算结果表明 ,侧壁射流位置越靠近入口 ,主回流区长度越短 ,最大压力系数位置前移 ,其数值增大 ,局部表面传热系数也增大 .根据计算结果 ,拟合出了侧壁射流速度值与突扩通道入口平均流速之比等于 2 .0时 ,主回流区长度与侧壁射流位置的关系式 .     

突扩燃烧室内扩散燃烧过程的数值计算

建立了轴对称突扩燃烧室内扩散燃烧过程的数学模型,采用SIMPLER方法对多种工况进行了数值求解,计算结果符合扩散燃烧基本理论和物理真实,基本可以代替物理模型实验,为燃烧室的设计计算提供了新的手段。     

幂律流体突扩管道湍流流动的研究

考虑幂律流体的本构关系,结合流动指数的影响,建立了适用于幂律流体的N-S动量方程和湍流模型方程;采用SIMPLE算法,对不同流动指数的幂律流体突扩管道湍流流动进行了数值计算,计算结果和实验数据吻合较好,对计算结果进行分析后发现,对于不同流动指数的幂律流体,其湍流变化趋势不同,从而揭示了流动指数对幂律流体突扩管道湍流流动有重要影响。     

侧壁射流对突扩通道流动特性的影响

讨论了垂直于突扩通道主流方向的侧壁射流对壁面压力系数、传热系数及主回流区长度的影响．采用标准κ-ε双方程湍流模型，对侧壁射流突扩通道中的流场进行了数值模拟，计算结果表明，侧壁射流位置越靠近入口，主回流区长度越短，最大压力系数位置前移，其数值增大，局部表面传热系数也增大．根据计算结果，拟合出了当侧壁射流速度与突扩通道入口平均流速之比等于2．0时，主回流区长度与侧壁射流位置的关系式。     

往复式压缩机阀片所受动态气体力的分析

本文分析了往复式压缩机阀片开启的最初阶段阀片所受的动态气体力、阀片的位移、阀片的运动速度和加速度的相互关系及变化规律,同时还分析了气缸中气体压力和阀腔中气体压力的变化。通过对动态结果与静态结果的比较分析,说明深入研究和精确测量阀片所受的动态气体力是必要的,其方法也是可行的。     

有限长通电螺线管内部空间磁场的模拟

利用叠加原理 ,用计算机模拟计算出有限长通电螺线管内部空间的磁场分布 .结果表明 ,除了螺线管两端之外 ,其内部为非常好的均匀磁场分布 .通过与实验测量结果的比较 ,说明该模拟方法是正确的     

分子流处理下气体透过法的研究

气体透过法已经被用来测量粉末的比表面和粒度。细粉末和超微粉末在稳定流动下,伴随有分子流效应。这个效应,30多年来没有从计算上很好解决。本文已解决此问题。     

二维非结构网格Euler方程高效解法

在非结构网格上应用多重网格技术加速 Euler 方程的收敛,在多重网格中通过聚合法进行粗网格生成,并对粗网格中的多边形网格做了等价面处理.在空间离散上采用 Roe 格式,在时间推进上分别采用了显式和隐式算法.通过对 NA-CA0012 翼型和 RAE2822 翼型的流场模拟,比较了显式多重网格法和隐式多重网格法的计算效率.     

Z_N群的MK重正化群方程的一种简洁导出及Z_2和Z_3理论的稳态解

本文用一种较为简洁的方法导出了Z_N规范理论的MK重正化群方程,并在此基础上讨论了Z_2和Z_3规范理论的稳态解及其附近的MK重正化群变换性质,计算了它们的临界指数。     

注塑模温度场的边界元法分析

本文建立了用边界元法求解注塑过程冷却阶段注塑模温度场的数学模型;编写了计算程序;分析了成形工艺参数和模具冷却条件对注塑模温度分布的影响;实例计算和实验研究表明,同有限元法比较,边界元法不仅降低了问题的维数,而且计算精度高.     

导管螺旋桨定常性能理论计算

建立了计算导管螺旋桨在均流中的定常水动力性能的数值方法，螺肇桨用涡格法，导管用面元法分别计算，两者的相互影响则通过迭代计算加以考虑，为了减少计量量，螺旋桨对导管的诱导速率周向平均值，从而使导管周围的非定常流动简化为定常对称流动，应用本法地ＪＤ简易导管桨系列进行了计算，数值结果试验数据吻合良好。     

井内瞬态波动压力分析

本文用混合隐式特征线法求解了井内流道中的瞬态波动压力问题,给出了弹性管和可压缩流体在井内各流道组合的压力波波动方程和定解条件。文中对运动管柱(钻柱,套管)在常规井身结构内的各流道组合进行了合理的划分,得出了各种情况下瞬态压力的数值解。本文瞬态波动压力计算结果比过去通用的稳态波动压力计算值更符合井内实际,因此用本文的方法能更准确地计算井内波动压力及确定合理起下钻速度。     

异步电机高性能控制系统励磁电感的准确测量

高性能异步电机控制系统中需要准确测量电机各参数。提出了一种在不卸掉电机负载的情况下准确测量励磁电感的方法,解决了高性能控制中需要电机空载测量励磁电感而又不便卸去负载的矛盾。该方法在恒磁通控制下的准稳态减速过程中获取理想空载实验条件,并根据测量数据计算出励磁电感。测量过程中电机磁通在额定值附近,不受摩擦转矩的影响,电压电流为正弦波并有足够的幅值,保证了测量准确性。文中对其原理、实现方法进行了论述,并且给出了适用条件。仿真和实验表明:该方法在适用范围内和稳态实验结果接近,达到了误差小于1%的测量精度。     

POD推进器推进性能预报理论研究

基于已有的螺旋桨数字计算方法,建立了POD推进器定常水动力性能的理论计算方法,并进行了实例计算,其结果与试验相比具有较高的精度．应用升力面理论涡格法和面元法探索了POD推进器的定常水动力性能预报理论方法．