垂直轴风力机叶片与圆柱形塔架相互干涉的数值模拟

为了研究垂直轴风力机叶片与中心圆柱形塔架之间的相互干涉,以Sandia型达里厄风力机为研究对象,建立二维模型。基于Spalart-Allmaras湍流模型,对三叶片Sandia型达里厄风力机在四个不同位置,进行了多组工况的数值模拟。研究分析了叶片与圆形塔架相互干涉的二维物理特征、叶片吸力面负压面积大小的变化、叶片表面所受压力规律性的变化与影响圆柱塔架的升力和阻力系数的原因。研究结果对于揭示垂直轴风力机风轮尾迹的物理机理,优化风力机结构,增加风力机的气动弹性稳定性和减少噪声辐射有重要的理论价值。     

高速气流作用下两级飞行器动态分离过程研究

为研究超声速气流对分离过程的影响,开展了两级飞行器高速气流下动态分离过程的数值模拟,建立了高速气流环境下含空气阻力内弹道模型;基于嵌套网格技术,分析了不同高速气流来流速度及攻角下前级的气动与运动特性,得到了前级典型气动参数、动态分离速度及静动态分离速度差异变化规律.结果表明:在本文研究范围内,静动态分离速度差异在不同高速气流来流速度和攻角条件下变化明显.随高速气流来流速度增大,前级分离结束时刻的阻力系数、升力系数和动态分离速度减小,速度差异因子增大;随攻角增大,阻力系数、升力系数和分离速度增大,速度差异因子减小.      

切纵流联合收割机清选室内气流场的模拟仿真

切纵流联合收割机存在损失率大和含杂率高等问题,为分析清选性能较低的原因,对切纵流清选室内气流场分布进行模拟仿真,运用CFD仿真软件对清选室气道气流进行分析.仿真结果表明,清选室内气流在筛面宽度方向呈对称分布,沿筛面高度方向气流速度逐渐减小,沿筛长度方向筛前段气流速度较低,在接近筛中部时气流速度达到最大.并对清选室内气流场进行了测量试验,验证了气流场仿真的准确性.     

往复式压缩机管道系统气流脉动的数值与实验研究

通过实验和数值分析研究了两台往复式压缩机并机运行时管道系统中关键部位的气流脉动,根据计算流体动力学(CFD)方法建立了管道系统流体动力学模型,提出了合理的边界条件,分析了层流和湍流两种模型下管道系统中的气流脉动。通过实验数据对比发现,采用CFD方法中的湍流模型计算管道气流脉动比层流模型更加合理,进而研究了3种不同湍流模型下的气流脉动特性和压力不均匀度,结果表明,标准k-ε湍流模型在计算管道系统气流脉动时最为准确,并适用于研究分析不同转速的压缩机并机运行时管路间的相互影响,及各管路中气流脉动随压缩机转速变化的规律。     

周向倾斜静叶在动静干涉中的非定常特性

通过对3种不同倾角静叶与动叶的干涉作用进行数值计算,研究了静叶倾角对动叶尾迹相位的影响,得到了静叶表面的压力脉动以及扰动系数分布,并进行了声学试验.结果表明：倾斜静叶能够明显调整动叶尾迹的相位,有效降低一阶单音噪声.     

电除尘器烟道内气流分布的数值模拟

运用计算流体动力学(CFD)对电除尘器烟道内的气流分布进行数值模拟计算.在中试模型试验的基础上,分别采用Gambit、ICEM CFD软件进行网格划分以及CFX、Fluent求解器进行数值求解.模拟结果表明:无论有无导向板,数值模拟计算结果都与工厂试验结果吻合较好,其计算结果可用于指导试验模型以及电厂实际装置中导向板的调整,从而达到烟道内气流分布均匀的效果.     

豫西丘陵地形对冰雹灾害落区的影响分析

利用三门峡市新一代多普勒天气雷达2006--2009年冰雹个例资料,结合豫西山区地形特征,分析了豫西丘陵地形对冰雹灾害的时空分布特征与落区的影响,结论如下：豫西地区每年都会发生雹灾多次,对当地经济作物危害很大;最早产生冰雹灾害的月份为5月,最晚为10月,其中以6月产生次数最多;冰雹灾害产生时间多在午后到傍晚,集中时段是在14—16时,傍晚之后的18—22时也有一个弱的峰值,而每日的6-12时没有产生过冰雹灾害．冰雹灾害影响范围比较小,最大直径（影响范围内两点间最大距离）一般不超过50km,大多数雹暴的雷达初始回波出现在降雹点的西北部,少数出现在降雹点的东北部、西南部或西部．豫西大部分地区都可能产生冰雹灾害。但在丘陵地形的影响下,有2个较集中的地带,一个在渑池县境内,另一个在卢氏县中北部到灵宝市南部地区．冰雹灾害落区均分布在山体的迎风坡上,且都在河流沿岸或附近．基于以上结论总结得到豫西山区冰雹灾害预报预警的重要着眼点及方法．     

水煤浆水冷壁气化炉的反应器网络模型

以中国新开发的分级给氧式水煤浆水冷壁气化炉为对象,建立了可应用于系统流程模拟的气化炉单元模型。该模型采用搭建反应器网络的方法模拟反应室内不同流动区域,然后耦合壁面两相渣层模型和水冷壁传热模型进行计算。模型计算得到的出口气化温度、合成气成分和水冷壁产汽量与工业运行数据基本吻合,炉内气体温度分布与三维数值模拟结果相近。炉内温度、壁面渣层厚度和水冷壁温度的分布结果显示出水煤浆水冷壁气化炉独特的传热特性。     

CPU集成热管散热器试验研究及CFD辅助设计

为满足未来大功率台式电脑CPU的冷却要求,将平板热管和常规热管散热器结合提出了集成热管散热器的新概念;并用CFD数值模拟来代替试验研究,验证了用STAR-CD软件进行数值模拟的可靠性和可行性,并用数值模拟方法对散热翅片厚度、间距以及气流速度对集成热管散热器的流动与传热特性影响进行了研究.针对未来CPU冷却要求和散热器的设计要求,设计了新结构的集成热管散热器.并进行了试验测试.测试结果表明在气流速度为2.75 m/s下,新结构的集成热管散热器的热阻在0.1～0.2℃/W,在200 W时模拟CPU的表面温度仅为53℃,完全满足了对CPU的冷却要求.     

人体上呼吸道中呼吸气流特性的研究

基于医学CT（ computed comography）扫描得到的原始图片,利用图像辨识技术,重建一个包括鼻腔、咽、喉和主气管的真实人体上呼吸道的三维几何结构．采用大涡模拟法求解其复杂几何结构内的气体流动现象,计算中采用与实际呼吸过程相对应的呼吸强度来仿真呼吸过程．讨论和分析呼吸道内气流和压力的分布特性和规律．结果表明：在咽部由于突缩几何结构的存在,导致速度剧烈上升和压力的急剧下降;在吸气和呼气过程中流场结构和压力的分布存在较大的差异;随着呼吸强度增大,呼吸道内最大速度增大,内外压力差也增大。