叶轮机械叶片通道内使用非径向计算站的S_2流面流动的气动计算

一、引言随着叶轮机械的单机功率、初参数、级负荷以及各种性能要求的不断提高,作为叶轮机械的气体动力学设计和分析的重要手段之一的气体动力学计算方法在不断发展。电子计算机的逐渐普遍使用及其内存的增大和速度的提高,对五十年代初提出的叶轮机械內部三元流动理论在工程实践中的应用,起了很大的促进作用。     

叶轮机械完全三元叶栅流场计算适定边界条件及求解方法的研究

吴仲华在50年代就提出了叶轮机械三元叶栅无粘定常流动的普遍理论及流动模型。但由于三元问题的复杂性和数值处理的困难性,正确给定边界条件的问题至今尚未完全解决。在目前已有的各种准三元和完全三元计算方法中,边界条件都不同程度地与上述普遍理论不相符合。我们从上述普遍理论出发,提出了三元叶栅的适定边界条件及相应的求解方法。     

逆压梯度湍流边界层的新涡粘模式

文献[1]提出了着重体现湍流应力各向异性的湍流新涡粘模式,并提出应用新涡粘模式预报湍流平均流动的途径:由每类剪切流比较基本流动已知的实验结果来寻找涡粘张量分量分布的规律,再去预报较复杂的剪切流动.本文对二维湍流边界层,按此途径找到了涡粘张量分量的分布规律,并准确、简便地预报了逆压梯度二维湍流边界层的平均流动,与实验符合得相当好.1方程和边界条件     

格子Boltzmann方法的工程热物理应用

格子Boltzmann方法在过去的20年里已经发展成为一种有效的数值模拟方法, 它是介于微观分子动力学方法和基于连续介质假设的宏观方法之间的一种介观方法. 该方法与传统的流体模拟方法不同, 它基于分子动理论, 通过跟踪粒子分布函数的输运而后对分布函数求矩来获得宏观平均特性. 基于本课题成员的一些工作, 本文对格子Boltzmann方法在工程热物理领域中研究进展做了简要回顾, 包括: (1) 格子Boltzmann方法的发展简介; (2) 沿着Boltzmann方程 —— Maxwell分布 —— Boltzmann-BGK方程 —— 格子Boltzmann-BGK方程这一主线对格子Boltzmann方法的基础理论和基本模型做了简要介绍; (3) 在格子Boltzmann方法的模型发展方面, 介绍了用于理想气体可压缩流动与传热的耦合双分布函数模型和用于非平衡态气体流动模拟的格子Boltzmann模型. 在格子Boltzmann方法的边界处理方面, 介绍了反弹与镜面漫反射格式及质量修正格式. 在格子Boltzmann方法的计算格式方面, 介绍了显式-隐式有限差分格式, 该格式能够有效地提高计算效率; (4) 在格子Boltzmann方法的应用方面, 着重对其在交变流动、可压缩流动、多孔介质流动、微尺度气体流动及热声中的应用做了详细介绍; 最后指出了格子Boltzmann方法在工程热物理领域中需要进一步研究的内容.     

全国第一届工程热物理学术会议

全国第一届工程热物理学术会议于1965年8月11—14日在北京召开。参加会议的有来自全国各地产业部门、设计和研究机构、高等院校共30个单位的正式代表78人和列席代表46人。大会共收到论文122篇。会议分五个组进行论文宣读和讨论。(一)工程热力学、气动热力学、工质热物理性质组报告和讨论了9篇论文。“静止与运动座标下的气动热力学基本方程——粘性力的作用与粘性项的物理意义”一文,根据使用的座标以及观察者是否静止、随座标运动或随气体运动,对于一元与多元、稳定与不稳定流动情况下粘性气体的气动热力学基本方程作出了一个严格的、统一的推导,得出了一些新的一元粘性流动基     

一维不定常生物传热方程的解析解

王补宣院士等导出了新的生物多孔体传热基本方程,这对此方程在常系数条件下的定常一维形式给出了解析形式通解,并与实验数据进行了初步比较验证.本文则将给出此方程的一维形式在不定常情况下的一个解析特解,以扩大对此基本方程的了解.这种特解还是有其基础理论价值的:它除了给出方程所表达的一种可能物理图景外,还可以用为检验各种数值解的标准解,也可以利用它来研究数值求解方法.例如作者以前给出的能模拟叶轮机械三维内流     

不可压缩粘性流问题的数值方法和误差估计

一、记号及引理现代计算物理的重要问题之一是不可压缩粘性流问题的数值解法,已有了大量工作,但尚无系统的差分方法,在严格估计误差的理论方面则几乎空白.遵循毛主席关于“对于具体情况作具体的分析”的伟大教导,根据网格步长非零的特点和物理原理,本     

简讯

中国工程热物理学会气动热力学、工程热力学学术会议于1984年10月9～15日在黄山举行,与会代表约150人,这次会议分两大组进行,气动热力学大组就计算方法(如网格生成等)、不稳定流动和粘性等课题进行了交流,近年来,应用研究得到加强,并密切注意     

一个新颖的中空纤维人工肾传质理论模型

介绍了一个新颖的中空纤维人工肾传质理论模型. 在模型中, 人工肾看成是一个由两个不相连通的多孔流动区域组成的多孔介质区域. 首先, 将透析液流动区域看成是一个多孔介质区域; 然后固定透析液流动区域和纤维膜所占区域, 人工肾中剩下的区域(也就是血液流动区域)也看成是一个多孔介质区域; 最后, 这两个多孔流动区域的交界面是纤维膜, 通过纤维膜进行质量交换. 透析液流动和血液流动均用带Darcy动量源项的Navier-Stokes方程描述, Kedem-Katchalsky方程作为其他的源项加进Navier-Stokes方程模拟通过纤维膜的渗透流. 计算过程中所有方程耦合求解, 模型被文献中的实验数据验证. 模拟结果显示, 模型预测的人工肾清除率与文献中的实验数据吻合, 并且优于其他模型对清除率的预测.     

中国工程热物理学会第三次学术会议在桂林举行

中国工程热物理学会第三次学术会议于4月18～26日在桂林举行.与会代表233名.收到学术论文146篇. 论文报告基本上分四个专业组进行.热机气动热力学组的内容主要涉及我国著名科学家吴仲华教授创立的叶轮机械三元流动理论及其多方面的发展.传热     

高超音速气流中尖头与小鈍头细长体的表面压强分布、边壁摩阻及热传导

为了減少气动加热,高超音速飞行器多采用小钝头细长体的外形。在高超音速气体流过这种物体时,会产生钝头效应、附面层位移效应、横向曲率效应及真实气体效应等流动现象。实际的高超音速细长体绕流问题中,钝头与粘性的影响往往同样重要。1960年,郑显基等人最先分析了钝头与附面层位移效应的联合作用。他们将波后扰动流场分为激波层、无粘熵层及附面层三部分。在讨论钝头与粘性联合作用的相似律时,曾     

湍流新涡粘模式的研究

1 涡粘系数应为四阶张量Boussinesq 1877年提出将湍流应力类似于与速度梯度成正比的粘性应力,引进了涡粘系数的概念,将湍流应力表示为     

体育场馆火灾烟气运动数值模拟中发现的2个典型现象

通过求解流体Navier-Stokes方程对一综合体育馆火灾场景进行了数值模拟. 模拟湍流采用Smagorinsky大涡模拟方法, 模拟燃烧采用混合比例燃烧模型, 对火灾工况下的流体流动做了低马赫数假设. 通过对数值计算结果揭示的流场速度、温度、组分浓度等物理量的的分析, 发现在火灾发生后, 利用自然通风或机械通风排烟过程中, 存在门效应和烟气堵塞两种不利于烟气控制的重要现象. 在这两种效应的作用下, 不合理的通风口位置, 甚至机械通风的引入都可能导致排烟效果的恶化. 分析了两种效应的产生原因和作用机理, 最后对消除这两种现象提出了参考性体育场馆火灾通风设计.     

2DMD应用于微通道内气体流动研究

为了将2DMD(二维分子动力学)方法应用于微通道内气体流动的研究, 以平衡状态气体分子速度的分布函数为基础, 得到了分子平均速率、平均碰撞频率、平均自由程和动力黏度的理论形式, 以及二维体系气体流动的滑移边界条件. 在此基础上, 应用2DMD方法模拟了气体在亚微米通道内的滑移流动, 并与3D模拟的计算结果和计算量进行了对比分析.     

能否发展关于湍流动力学和颗粒材料运动学的综合理论?

自然界和工程应用中遇到的流动绝大部分是湍流问题.湍流流动中包含了不同尺度的旋涡,如何准确地定义湍流仍十分困难,湍流动力学的理论体系仍尚未完成.颗粒流是固相颗粒以气相或液相为载体的流动,缺乏普适的本构方程,处理颗粒运动时无法将微观的颗粒尺度与宏观的流场尺度分开.本文介绍了湍流和颗粒流的基本特性、研究的理论和方法,分析了湍流和颗粒流研究所面临的挑战.     

能的梯级利用与总能系统

<正>吴仲华先生于20世纪50年代初创立了国际公认的叶轮机械三元流动理论,后又倡议创立研究热、能、功的转换与利用的基本物理规律的工程热物理学科.现在,这两者已成为能源动力科学技术发展的主要理论支撑,也是他留给世界的宝贵理论遗产.正如国际著名科学家田长霖先生所说:"吴仲华先生一生对科学的主要贡献有两个,一是创     

自然界泥石流流变模型的探讨

应用野外现场泥石流体和浆体的观测实验资料,根据不同类型粘性泥石流的流变特性对无量纲线性粘碰混合模型的２个参数进行修正,求得高浓度泥石流体的流变模型,２个参数的修正是指：（ｉ）对线性浓度指数进行了高粘性介质的修正;（ｉｉ）对极限浓度进行颗粒组在不均匀的体积浓度的修正。     

混合器混合效果的数值模拟与流动可视化实验

混合器作为混合过程中一种必需的设备,在石油、化工和酿造等行业有着广泛的应用,但不同行业由于其介质性能和混合要求的不同,相应混合器的结构也应不同,而目前国内外多采用经验类比法对混合器进行设计,检测则采用取样分析法.随着应用的推广和深入,这些方法对于设计高效节能的混合器已显得有所不足。 本文针对饮料和酿造行业的特点,提出一种内部无任何阻隔构件的新型混合器,并对其设计、计算及检测等一系列问题进行研究.1 应用特点与结构设计 饮料和酿造行业的应用特点有:(1)待混合的两种液体粘性相差不大,且互溶性较好;(2)流动不应出现死区,也不宜受过大的剪切作用,以保证液体品质(如酸度和甜度等)不受破坏,并且符合国家卫生标准.     

不可压湍流燃烧大涡模拟的分步投影方法

通过对Ma<<1的湍流燃烧过程物理现象的分析, 从数学和物理上讨论了低Ma数湍流燃烧的“不可压”性质, 在此基础上采用改进的不可压湍流燃烧数值模拟的分步投影方法对甲烷-空气平面射流扩散火焰进行了大涡模拟. 该方法不需对密度进行预估而是直接显式求得, 仅需对动量方程进行一次投影即可实现对N-S方程的显式求解, 计算量小, 求解效率高, 在Ma<<1的变密度有反应或无反应湍流流动的细观数值模拟中具有明显优势. 甲烷-空气的化学反应采用简化的四步反应机理模拟, 应用动态亚格子模式及动态相似模式分别模拟湍流流动的亚格子项及化学反应速率的亚格子项. 计算结果得到了射流扩散火焰中瞬态发展变化的涡运动以及涡-火焰相互作用的细节结构.     

The investigation of differential equation Ay dy/dx+Bxy+Cx3=0

对一道微分方程给出3种解法,并利用齐次方程形式,给出方程的推广结论.