不同湍流模型下偏导射流伺服阀 前置级流场特性仿真

利用常用的k-ε湍流模型对偏导射流阀前置级流场进行数值模拟,探讨不同湍流模型对偏导射流伺服阀流场信息的影响.在相同初始条件下,对偏导射流阀前置级流场进行两相流二维数值计算,获得不同湍流模型下,压力、速度场信息及气穴分布特点.针对两接收腔压力仿真值比实测值要小的情况,主要是由于将流场边界层流动视为高雷诺数流动与实际情况不符造成,引入低雷诺数模型对边界层进行处理.在此模型的基础上继续深入研究单向流和两相流模型及不同背压和湍流强度对流场特性的影响.仿真结果表明:接收腔压力提高并与实测值相一致.采用两相流模型获得的结果更为真实,并且提高背压和增大湍流强度都会使两接收腔压力升高,对空化现象有一定的抑制作用.     

KMAX实验装置中的重点研究问题

磁镜或类磁镜结构的装置是实现聚变能源商业化的一支潜在力量.然而,轴向粒子损失和MHD(magnetohydrodynamics)不稳定性制约了磁镜的发展.现代磁镜理论提出了使用串节磁镜联合动理学stabilizer的解决方案.由一个中心磁镜两个子磁镜组成的KMAX装置将探索在全对称磁场结构下上述理论的可行性.同时,我们结合旋转磁场(RMF)在Rotamak和场反装置的成功经验,提出一种利用RMF捕获逃逸粒子的新的两端磁镜改性方法.这种方法区别于使用单一电场约束逃逸离子的一般串节磁镜.除此之外,KMAX也将开展与空间等离子体相关的磁场重联、Alfven波加热等基础等离子体现象研究.     

利用PIV技术对平板湍流边界层的实验研究

利用在线式ＰＩＶ系统,在低速风洞中对零压力梯度的光滑平板湍流边界层进行了实验研究。观察到了湍流边界层外层拟序结构的一些典型流动结构;横向大涡,海湍流边界层外缘的凸块和涡破碎等,并给出了这些结构所对应的瞬时涡量场和剪切应变变化率,同时还观察到湍流边界层外层的大尺度横向我表现为拱形结构。     

腔深对水中空腔流激振荡影响的实验研究

为探究腔深对水中空腔流激振荡的影响,设计了一种可连续调节深度的空腔装置,并在大口径循环水管路系统中开展低速空腔流激振荡实验.基于分别布置在空腔上游、腔底及下游三点传感器的脉动压力测量结果,分析水中空腔流激振荡随腔深的变化特征.结果表明:随着腔深的增加,空腔自持振荡频率有所降低,而振荡幅值有随腔深增大而增大的趋势,腔深对...     

超高水头混流式长短叶片转轮内部流动数值模拟

对超高水头混流式长短叶片转轮内部流动进行数值模拟分析.计算基于连续方程和雷诺时均N-S方程,选用Spalart-Allmaras一方程湍流模型使方程组封闭,通过贴体坐标下的有限体积法对控制方程进行离散,数值求解采用SIMPLIC算法.通过计算得出不同工况下长短叶片转轮内部流动的速度及压力分布,发现不同工况下短叶片表面的压力分布规律与长叶片基本相同.与常规转轮叶片流场比较发现,在上冠流面和中间流面上二者有相似的翼型压力分布规律,而在下环流面上长短叶片转轮翼型表面压力分布要优于常规叶片转轮,因而具有更好的空蚀性能.     

采用高级调制格式相干接收的FSO系统性能研究

基于描述FSO系统接收端光强分布的Gamma-Gamma信道模型,研究大气湍流强度和信号传输距离对高级调制格式-相干接收系统的影响。在分析Gamma-Gamma信道下,采用MPSK(M=2,4,8)和MQAM(M=8,16,32)调制-相干接收FSO系统的误符率与湍流强度、传输距离之间的关系,利用特殊函数代换推导其闭合表达式。根据计算结果,仿真研究M值、湍流强度和传输距离等因素对误符率的影响。     

机器学习在湍流燃烧及发动机中的应用与展望

随着燃烧科学的发展，数值仿真与实验测量产生了大量数据，这些数据隐含许多有效的物理信息。传统研究方法对此类信息主要利用基于物理规则的模型去处理，但随着数据量的增加，基于数据驱动的方法开始受到重视。机器学习(machine learning, ML)技术由于在数据分析和处理方面取得了巨大成功，为处理燃烧领域的大量数据提供了一种新的范式。该文简要介绍了ML在湍流燃烧中的应用，主要包括化学反应、燃烧建模、发动机性能预测与优化、燃烧不稳定性预测与控制等4个方面，讨论了机器学习在燃烧研究中面临的挑战，并对未来应用进行了展望。     

密度均匀连续分层流体的内波格林函数

考虑自由表面的影响,从理论上建立了在密度均匀的连续分层流体中脉动点源生成内波的数理模型,应用Fourier变换和围道积分,推导出点源脉动频率的平方小于Brunt-Visl频率的平方条件下含自由面的连续分层流体中脉动点源的内波格林函数,并给出了详细的解析表达式,讨论了解的性质、内波的生成机理和自由面的干扰机理及波动特征.结果表明,所提出的连续分层流体中脉动点源的内波生成格林函数具有较好的准确性.     

垫条对缠绕管换热器壳侧性能的影响研究

目前针对缠绕管换热器的数值模拟研究中,大多为了简化模型而省略了管层间的垫条,造成模拟结果偏离实际情况。通过CFD数值模拟,着重研究了缠绕管换热器中垫条的存在及不同的排布方式和数量对换热器壳侧的流动、传热性能的影响。计算结果表明,垫条的存在不仅影响流体轴向流速,并且在径向截面上更易形成涡旋而加强流体扰动。在相同进口工况下,相比无垫条模型,垫条对齐排布时Nu下降了1.6%~2.5%,换热器单位长度压降ΔPl增加了14.5%~17.0%,强化传热性能指标FP减小了5.7%~5.9%;错开排布时Nu上升了17.0%~18.1%,ΔPl增加了38.4%~39.9%,FP增加了13.7%~15.4%。两种垫条排布方式中错开排布能够在更大程度上强化壳侧的湍流,从而强化传热。当垫条数量多于12,依次为13、14、15时,对换热器壳侧的性能影响不大。所做研究为缠绕管换热器的数值模拟提供了新的思路,也为缠绕管换热器的性能优化提供了理论参考。     

氦氙反应堆子通道湍流交混系数研究

子通道分析是反应堆进行热工水力设计和安全分析的主要方法，准确模拟通道中的湍流交混系数是子通道分析的关键.已有的湍流交混系数关系式大多基于水堆开发，该研究基于计算流体力学方法开展氦氙反应堆子通道湍流交混系数研究，拟合出适用于氦氙反应堆的湍流交混系数关系式.与现有湍流交混系数关系式相比，新拟合的湍流交混系数关系式对中心通道温度的预测更加准确.