三孔喷枪所产生的同源三股射流结构的理论分析

对三孔喷枪所产生的同源三股射流流场中速度分布、温度分布的实验数据进行分,发现各射流剖面上速度的分布不是轴对称的。经过坐标变换并对射流流股内侧按类似伴随流的方法处理后,射流则具有自模性。 若采用提出的射流积分方法,可以求解三孔喷头所产生的同源三股射流主段内的速度场、温度场。文中算出了三孔喷抢射流流场的自模性、射流主段速度分布、温度分布、射流边界扩展规律、射流轴心速度衰减规律等公式,这些公式与实验数据相符合。同时还找出了伴随流速度u_c以及三个流股之间相互干扰与喷孔夹角α之间的函数关系。这些结果为设计三孔喷枪提供了实践和理论的依据。     

速度突变情况下液化天然气船液舱内晃荡问题的仿真

主要研究了液化天然气(LNG)船在突然变速情况下液舱内晃荡问题.基于计算流体力学软件,采用VOF (volume-of-fluid)法对舱室内液体晃荡问题进行了仿真研究,描述了液体发生晃荡时自由液面的变化、流体质点的运动轨迹和速度矢量、流场内压强的分布,计算了晃荡对船体结构反作用力随时间的变化规律,在此基础上提出了降低晃荡的构想--在舱室合理位置加设合适的阻流板,并进行了对比分析.     

多股流换热器传递函数系数的理论确定方法

用数值模拟方法对一四股流板翅式换热器分别施加流量、进口温度的阶跃变化,获得其出口温度动态的响应曲线;用理论方法研究了其传染函数的系数,从而得到了四股流换热器的传递函数,并对其结果进行了分析,所得的四股流板翅式换热器的传递函数系数炎其自动控制试验提供了理论依据。     

城市快速路互通立交环形匝道自由流速度研究

根据车辆的行驶特性和驾驶员及乘客的心理,分析了理论自由流速度模型,在大量数据调查的基础上,通过统计分析得到了实测自由流速度,并将理论分析自由流速度和实测统计得到的自由流速度对比.对比结果证明:当横向力系数为0.16时,理论自由流速度与实测自由流速度基本一致,因此可以根据实际的半径、超高,在横向力系数取0.16的情况下确定环形匝道的自由流速度.     

大型多孔氧枪喷头射流速度分布的数学模型

基于对超音速自由射流速度衰减、分布参数的新的研究结果，在单股射流流场一阶动量迭加的基础上，采用以射流中心线偏转所引起各点速度偏移和在多股射流相互作用区内引入抽引系数的两步修正法，建立起多股射流流场速度分布的数学模型。模型计算结果能较好地描述多股射流流场速度分布的特征，与实验结果较好符合。     

电磁制动对CSP结晶器内流动和传热的影响

采用数值模拟方法,通过计算1 500 mm×90 mm CSP漏斗型结晶器内磁场、流场和温度场分布,研究了CSP漏斗型结晶器采用不同浸入式水口条件下电磁制动对钢液流动和传热行为的影响.研究结果表明,施加电磁制动后,采用牛鼻子水口的结晶器内流股冲击深度变小,自由液面最大速度从0.231 m/s降至0.067 m/s;采用双侧孔水口的结晶器内钢液主流股向上弯曲的趋势消失,流股对结晶器窄侧壁的冲击强度减弱,结晶器上部回流钢液速度减小,自由液面最大速度从0.798 m/s降到0.140 m/s.综合比较采用两种水口时电磁制动对钢液流动和传热行为的影响,采用双侧孔水口时制动效果较好,有利于提高铸坯质量.     

CIP法在模拟大变形自由表面流问题中的应用

为探索能够精确模拟大变形自由表面流(如波浪破碎)问题的数值模拟方法,采用CIP(constrained interpolation profile Scheme)法建立了自由表面流数值计算模型;并以干床面、湿床面上的溃坝溢流为例,研究了CIP法在模拟具有大自由界面变形的气-液二相流问题中的应用。研究结果表明,通过采用CIP法对Navier-Stokes流体运动方程中对流项进行离散求解;对溃坝溢流问题的自由表面形态及压力分布均能给出良好的模拟结果。证明CIP法在对波浪破碎等大自由表面问题的模拟中具有较好的应用前景。     

基于VOF的非对称剖面自由入水数值模拟

基于纳维-斯托克斯(N-S)方程建立了入水冲击的两相流模型,应用流体体积(VOF)法对同时考虑横倾角和横向速度两种非对称性的外飘剖面自由入水问题进行了数值模拟.讨论了剖面以不同横倾角和水平速度入水时物体速度的变化,并对入水过程中的流体形式和砰击压力特性进行了分析.结果表明:随着横倾角的增加,水平速度变大而垂向速度减小.随着速度比的增加,水平速度下降而垂向速度几乎不变;过大的水平速度和横倾角会出现流动分离、气穴等物理现象,进而影响了砰击压力的分布.     

冰桨干扰工况下冰运动轨迹测量的实验设计

设计开发了一种冰桨干扰工况下冰运动轨迹的测量平台,可以实现对水下自由状态的冰块运动状态的测量,丰富了对冰桨干扰过程中冰、桨双向作用实验研究的手段.利用该平台开展了螺旋桨进速系数、来流速度、模型冰尺寸等不同条件下的螺旋桨模型实验,测量了各工况下冰块的运动轨迹,分析了桨前相同位置处模型冰在x轴和z轴方向的位移、速度变化,发...     

一维交通流元胞自机改进NS模型研究

本文基于NS交通流模型,优先考虑驾驶的安全性,引入安全概率,考虑仅最高速车辆随机慢化,建立了开放边界条件下改进的NS模型。研究了入口概率、出口概率、车辆最大速度、安全概率等参数对系数流量的影响。改进模型从自由流相转化为堵塞流相或者从堵塞流相转化为最大流相的临界点有所变化。     

相向流对室内人行道影响的模拟与量化研究

对公共场所中的室内人行道来说,人流的相向运动是常见的一种现象.不合理的设计会引起通道的经常性阻塞甚至在疏散中导致踩踏事故.如何确定人行道的最大人流量是设计中的关键问题.采用计算机模拟软件对不同人流比率下行走速度和人流量之间的关系进行了研究.通过模拟得出了不同人流比率下的最大人流量、低密度状态下的自由行走速度以及最大人流量下的行走速度.根据模拟结果,对人流比率与人流量之间的函数关系进行标准化.这种标准化函数关系可以用于对各种状态下(从自由流到阻塞流)的道路状况进行评估.研究发现:相向流比率对最大人流量和最大人流量下的行走速度都有影响,而对自由行走速度影响不大.研究结果可用于人行道的设计和规划及疏散性能评估.     

有限长度钝体尾流的三维特性

运用X形热线,对高宽比分别为3,5和7的有限长度方形截面柱体尾流进行测量,并运用相平均方法对其尾流场进行研究.相关实验是在一低湍流度风洞中,雷诺数Red为3 500的条件下进行的.研究结果表明:壁面边界层与柱体自由端面后的下降流造成了柱体尾流显著的三维性;该三维性在柱体下游10d(d为柱体的宽度)处仍能清晰的观察到;对于高宽比为3的柱体,相平均的脉动速度以及脉动速度能谱在所有测量高度上均近似相同;而高宽比为5或7时,尾流中间高度附近流动周期性最强,且相平均脉动速度最大值为柱体顶部或底部附近对应值的2倍以上.     

利用顶部脉冲吸气控制三维方形棱柱气动力

通过风洞实验研究三维柱体顶部前沿狭缝脉冲吸气对其气动力与尾流的控制效果。实验模型为高宽比H/d=5的方柱,均匀来流速度U_∞=10 m/s,雷诺数Re=27 000,狭缝入口吸气速度与来流风速相同。研究结果表明：相对于无控制工况,脉冲吸气对柱体气动力有明显抑制作用;当脉冲吸气系数f*=0.2时,脉冲吸气与定常吸气对柱体气动力的抑制效果相当;随f*增大,柱体阻力与脉动升力仍有所减小,但减小幅度有限;顶部脉冲吸气不仅能明显削弱柱体顶部附近气动力,而且对柱体中下部气动力抑制效果比定常吸气对柱体气动力抑制效果好;顶部脉冲吸气在自由端剪切流中形成周期性大尺度涡结构,增强了自由流与尾流动量交换。     

板翅式换热器动态特性的试验研究

建立了可进行两股及多股流换热器动态特性试验研究的装置．对一．个两股流板翅式换热器施加流量按阶跃变化、进口温度按指数函数变化的时间域扰动信号，进行了动态试验．得到了换热器动态模型对流量扰动可接线性建模的扰动范围，确定了各股流体对进口温度扰动的响应延滞时间的计算公式．对换热器进行了一系列的动态特性测试，并获得其动态响应过程曲线．试验工况的传热单元数范围为０．６～３，雷诺数为２００～２０００，普朗特数为２～７．试验数据为建立完善的理论模型提供了可对比的依据．     

北京市快速环路速度-密度模型研究

以北京市快速环路系统为研究对象,对微波检测器(RTMS)获得的交通流数据进行处理分析,研究北京市快速环路交通流运行特征,建立了速度-密度模型.同时分析了北京市快速环路速度-密度模型在快速路研究中的作用,指出了快速路出入口对保持自由流速度的不利影响.这为交通控制优化、车流波形成机理的研究提供了基础.     

高速公路纵坡自由流运行速度特性及模型

通过分析高速公路不同纵坡上大量的自由流运行速度实测数据,探索了小型车在纵坡上的运行规律,标定了高速公路纵坡自由流运行速度仿真模型,为高速公路设计提供了客观依据,也为交通仿真技术和ITS技术解决现有用计算行车速度所设计的纵坡线所带来的运行车辆速度不连续和设计要素间的不相容问题提供了内核.     

连续铸造复合轧辊结晶器流场的数值模拟

采用湍流两方程模型,对连续铸造复合轧辊组合结晶器内钢液的流场进行了数值模拟研究,分析了拉坯速度及浇注倾角等工艺参数对组合结晶器内钢液流场的影响.结果表明:钢液进入组合结晶器后分为三个流股,其中的两个流股对称地沿周向流动的同时向上反卷,在组合结晶器的上部形成两个对称的漩涡;另一个流股沿周向流动的同时向下流动,最终以几乎相等的流速流出结晶器.涡心位置随着拉坯速度的增大而下移,同一拉坯速度下,漩涡涡心在浇注倾角为60°左右时最低.在相同的拉坯速度下,随着浇注倾角的增大,钢液流股的穿透深度也随之增大.浇注倾角为15°时,钢液对辊芯的冲刷速度较大,而浇注倾角为90°时,钢液对辊芯的冲刷速度较小.     

基于连续式激光光源的TR-PIV测试技术

建立了基于连续式激光光源的时序粒子图像速度场(TR-PIV)测试系统,考虑到计算机存储设备的数据传输瓶颈,采用磁盘阵列数据采集技术配合高速相机实现了长时间粒子图像场的高速连续采集,并采用该系统对低速水槽中自由来流方柱绕流的湍流场进行了长时间125 Hz连续采样,通过法向速度信号的FFT分析以及互相关分析获取了大尺度相关结构的变化特征.     

基于DSMC方法的涡轮分子泵跨流态抽气性能研究

基于直接模拟蒙特卡洛(DSMC)方法,可以计算获得涡轮分子泵叶列在不同稀薄气体流态下的抽气性能.通过改变涡轮叶列旋转速度、气体入口结构尺寸及被抽气体温度等参数,能够得到涡轮分子泵最大抽气效率和最大压缩比的变化情况.比较各参数在不同流态下对抽气性能的影响程度,并计算不同流态下涡轮叶列返流的变化.计算得出增大叶片速度在分子流态下对涡轮分子泵性能的提升最为明显,缩小气体入口面积可以提升涡轮分子泵压缩比等结论.从而为提升涡轮分子泵抽气性能提供了手段,拓展了涡轮分子泵的工作范围.     

液压自由活塞发动机配流阀工作特性

研究液压自由活塞发动机配流阀工作特性,以提高系统效率和可靠性.建立了液压自由活塞发动机配流阀工作全过程动态模型及其试验装置,结合仿真和试验分析了配流阀动作过程与泵腔压力变化之间的关系,研究了配流阀工作特性对系统性能的影响.结果表明提高吸油阀关阀速度可以提高系统燃油经济性.排油阀在下止点相对于活塞位移的滞后响应降低了系统低频工作的可控性.配流阀阀芯在开启时易与限位装置发生高速碰撞.降低配流阀构件的工作寿命.