圆柱面上微小后向台阶紊流绕流场的数值分析

利用分块联合求解的思维,在贴体正交曲线网格上,用ｋ－∈双方程模型和简化的ＳＯＬＡ方法对圆柱面上微小后向台阶的紊流绕流场进行了数值研究,探讨了台阶几何高度、安装位置、绕流雷诺数对流场的影响及圆柱上微上后向台阶扰流减阻的物理机制。     

用混合紊流模型求解沿岸流和离岸流

本文从水深平均的纳维埃-斯托克斯方程出发,以Longuet-Higgins模型为基础,引入波浪驱动力、紊动粘性和底部切应力,并适当调整紊动粘性系数的分布和底部切应力,构成混合紊流模型,以求解港池中的沿岸流和离岸流.数值计算结果与实验资料符合甚好,表明本文提出的混合紊流模型是求解近岸流的行之有效的方法、     

求解紊流流动方程组的预估-校正法

SIMPLE类方法是一种有效的求解Navier-Stokes方程组的原始变量法．然而，对非恒定流，尽管SIMPLE类方法采用隐式差分离散，允许较大时间步长，但对每一时间步都需要反复的迭代计算，求解相当费时，从分步法的概念出发，本文讨论了用预估-校正法求解隐式离散的Navier-Stokes方程组和k-ε紊流方程的过程，并与SIMPLE方法进行了比较．     

换热器壳侧紊流流动特性的数值研究

根据体积多孔度、表面渗透度的概念 ,采用分布阻力方法建立了换热器壳侧紊流流动的三维数值模型 ,用修正的 κ- ε模型考虑管束对紊流的产生和耗散的影响 ,用壁面函数法处理壳壁和折流板的壁面效应 .对一管壳式换热器模型的壳侧流动特性进行了数值模拟 ,计算的压力分布与试验值进行了对比 ,并研究了不同紊流模型对计算结果的影响 .结果表明 ,计算的压力分布和试验值吻合良好 ,该模型能有效地模拟管壳式换热器壳侧流动特性 .     

利用非正交坐标变换的二维不规则区域紊流流动的有限分差解

本文将Sparrow 等计算某一类二维不规则区域(参看图1a)内层流流动的方法推广到紊流,提出计算这类不规则区域内紊流流动的方法.该方法利用了非正交代数坐标变换,k-8方程紊流模型及有限差分技术.文中通过算例对该方法进行了说明,并将计算结果与实验结果作了比较,结果表明:计算与实验相吻合.     

连铸结晶器中钢液三维紊流流动的数值模拟

针对连铸结晶器中钢液的紊流流动特点，建立了有限元求解这一限定空间射流的三维紊流时均场的方法，用水模拟试验结果验证了文中所用模型和计算方法的可靠性，且对实际工况条件下的板坯连铸结晶器中的三维紊流流动进行了模拟计算．其方法可用于分析各种结晶器液池中的流动特征，并为凝固壳厚度的模拟计算和板坯质量控制奠定了基础．此外，指出了前人计算中在边界条件上的不合理性     

宽顶堰紊流场的数值模拟

本文采用k-τ紊流模式求解完整的Reynolds方程,模拟了有坎宽顶堰自由堰流.在求解中,发展了一套用边界拟合坐标、控制体积法求解二维恒定有自由表面紊流的数值方法,提出了分区光滑变换、反馈迭代等新概念.结果表明,本文提出的计算堰流的数值方法,计算量较小,具有良好的稳定性和收敛性,能够满足工程实际需要.     

二维充分发展紊流场中不同紊流模型的数值分析

本文建立了一种以矩形通道内二维充分发展紊流流场为“已知”流场考核紊流模型的数值分析方法,并编制了适合在上述流场中考核不同紊流模型的通用计算机程序(FORTRAN 77)。使用本文方法对5个典型紊流模型的数值分析和比较表明:本文方法和计算机程序是可靠的,可用于考核不同紊流模型的数值预示结果。在上述流场中,K-ε模型精度最高。采用间竭因子的旋涡粘性系数模型简单,并能保证工程计算所需的精度。     

紊流型燃烧室内气流研究

用油流法和激光多普勒技术，对直喷式柴油机紊流型燃烧室内的宏观壁面流谱和 燃烧室内紊流强度进行了观测研究；分析论证了紊流型燃烧室比普通ω型燃烧室具有 更强的紊流强度．     

旋转离心通道内三维紊流流动的数值分析

采用全三维时均Navier-Stokes方程数值研究了旋转离心直通道及旋转离心扩压通道内的紊流流动。紊流模型采用标准的K-ε模型及修正的K-ε模型。计算方法按SIMPLE算法,采用非交错网格,求解任意曲线座标系中Cartesian分量的控制方程。在数值计算的基础上,分析了旋转对主流速度分布、二次流分布的影响;分析了旋转对紊流模型的影响。     

周隙密封紊流润滑研究

用先进的复合型紊流润滑理论研究流场复杂的周隙密封紊流润滑性能 ,提出了紊流润滑参数数据库的方法 ,解决了复合型紊流润滑理论求解复杂、繁琐的难点。研究表明 ,复合型紊流润滑理论能很好地描述周隙密封的润滑性能 ,数值计算结果与实验数据吻合     

推移质运动对水流紊流结构的影响

本文采用激光流速仪对挟带推移质水流的紊流结构进行了较系统的试验研究.根据本次试验成果和作者对明渠紊流结构的研究,分析了边壁绕流结构,提出了沙粒分离统一判数;以分离判数为基础,探讨了紊流内部机理,阐述了光滑、过渡、粗糙和挟带推移质水流的紊流结构.     

紊流风特性参数对方形结构表面脉动风荷载影响研究

紊流风特性参数如紊流强度与紊流积分尺度的试验模拟精度会影响风洞试验结果,导致不同的风振响应.为得到影响规律,分析了紊流风特性参数对方形结构表面脉动风荷载的影响.为减小干扰因素,利用格栅形成局部紊流场,在此流场中研究紊流强度或紊流积分尺度单参数变化,其它参数不变对结构表面脉动风荷载分布规律的影响.结果表明:方形结构底部区域的概率分布曲线与高斯分布吻合较好,随来流紊流强度增大,分布曲线较高斯分布偏移幅度有增大趋势.紊流强度增大会导致脉动风压系数增大,方形结构迎风面中上部区域对紊流强度非常敏感.紊流积分尺度对脉动风压系数的影响很小,来流积分尺度越大,水平相关性与竖向相关性越好.     

离心式叶轮内三维紊流场的数值模拟

对设计工况下离心压缩叶轮内三维紊流场进行了数值模拟，数值计算使用加罚有限元方法求解三维、定常、不可压缩，时均Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程和Ｋ－ε紊流模型方程。数值计算结果揭示了离心压缩机叶轮出口的射流－尾迹特性和二次流分布规律。本文的研究表明：加罚有限元方法具有预元复杂流场的能力，并且可以大大减小有限元方法的计算工作量。     

沙波附近紊流拟序结构特性初步研究

在底部为定床沙波的循环水槽中采用流场综合分析法将流动显示与计算机图像处理相结合进行系统实验研究，重点研究了紊流猝发形态和特性。分析表明：沙波床面对明渠紊流拟序结构的特性有重要影响。水流在沙波坡顶分离，沙波周围高于沙波顶部的流区为自由紊流区，低于沙波顶部的流区为沙波紊流区；在自由紊流区典型的剪切混合层也有显著的以喷射和清扫为主要特征的猝发现象；在沙波紊流区的沙波迎水坡面上水流分离，在背水坡附近产生漩涡；自由紊流区与沙波紊流区之间的紊流拟序结构不同，它们相互作用的结果产生了特有的泡漩现象；沙波紊流区和自由紊流区的紊流拟序结构和它们的相互作用对可冲积河流的水流与泥沙运动有决定性作用。     

离散伴随气动优化设计方法的紊流扩展

将离散伴随气动优化设计方法扩展到紊流环境,编程实现了相应的二维离散伴随场求解器;通过组合参数化技术、网格生成技术、流场求解器、离散伴随场求解器及优化算法,建立了透平叶栅气动优化设计平台。基于该设计平台,在紊流环境下以叶栅进出口熵增为优化目标,对某二维跨声速叶栅型线进行了气动优化设计,通过施加质量流量约束来限制优化过程中叶栅通道内质量流率的波动幅度。优化结果表明:优化后熵增降低了17.7%,验证了所开发的紊流环境离散伴随场求解器的正确性和有效性。     

基于两相紊流模型的悬移质泥沙运动数值模拟

为了研究河流海岸工程中悬移质泥沙运动,建立了两相流紊流的数值模型。考虑相间相对运动的影响,水相和颗粒相通过相间作用力进行耦合,雷诺方程采用κ-ε-Ap紊流模型封闭。基于有限体积法的思想,利用具有三阶精度的QUICK格式对流项处理,采用TDMA迭代方法离散方程组求解。应用该模型,计算了明渠恒定均匀流动中泥沙的垂直浓度分布。计算结果与Coleman的实验结果吻合很好,且比经典的Rouse公式更加符合实际情况。     

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.     

非圆形断面直管中的恒定紊流

本文对非圆形断面直管中恒定紊流出现横向环流的必然性、三维流动的二元性质、流线的螺旋性质、涡线的投影和主流速等值线的重合现象、势能的沿流变化、时均能量的沿程损失、横向环流的相对独立性以及和主流速的相互联系,进行了分析.文中还给出了方形断面和等边三角形断面直管中恒定紊流的求解方法.     

泄水建筑物曲面边壁紊流数值分析

采用先进的数值计算技术求解完整的Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程，辅以双方程紊流ｋ－ε模型，并计入流线弯曲的影响，模拟泄水建筑物曲面边壁紊流的水力特性。实例计算结果与物理模型实测资料符合较好，证明该数学模型可用于预测泄水建筑物曲面边壁紊流的水力特性。