应用不同紊流模型的二维横向射流传热数值模拟研究

为了研究紊流横向射流的流动与传热特征,基于控制容积法和协调一致的求解压力耦合方程的半隐方法（SIMPLEC）,应用标准k－ε模型、重整化群（RNG）k－ε模型和易实现的（Realizable）k－ε模型,双射流与主流动量比为0．5－10．0的二维横向射流传热进行了数值模拟,通过考察二维横向射流的平均流动和紊流特性,分析了回流区对射流下游壁面换热的影响,从流动机理角度解释了壁面换热峰值点位于重接触点近上游的现象,并结合横向射流特征讨论了3种紊流模型的优劣,计算结果表明,RNGk－ε和Realizablek－ε模型,尤其是Realizablek－ε模型的预测值比标准k－ε模型的预测值更为准确。     

湍流横向射流大涡模拟及大尺度结构的涡环模型

采用大涡模拟方法数值模拟了流向椭圆喷嘴的湍流横向射流,重点研究其旋涡结构的产生、发展等动力学演化过程．结果表明：文献中所报道的横向射流基本涡结构,如反向旋转涡对、前缘涡、后缘涡、悬涡、肾涡、反肾涡等并非独立的物理实体,而是分别对应于新发现的横向射流基本涡结构——起始于喷嘴的三维拉伸涡环的局部结构．     

来流温度不均匀对叉流换热器性能的影响

对来流温度不均匀叉流换热器,本文进行了熵产生和(火用)效率的数值分析。结果表明:①在相同的传热单元数和热容量比值下,对应于换热效果最好的来流温度分布,其熵产生单元数最小,(火用)效率最高。②在给定的条件下,换热器的(火用)效率并不是随传热单元数的增加而单调增加,而是存在一个极大值,它所对应的传热单元数要小于有效度ε_(max)对应的传热单元数。③熵产生单元数也并不是随传热单元数的增加而单调减少,而是有时单调增加,有时有极大值。并对以上现象作了一些物理机理的分析和讨论。     

双渗透聚合物驱油藏不稳定压力动态

针对双渗透聚合物驱油藏,提出试井解释模型,求出该问题的Laplace空间对于有限井眼情况、具有井筒储存和表皮效应情况的分层和井筒压力响应解及分层流量解,讨论了零窜流系数的混合油藏解的有限形式,双渗透油藏的无限作用早期和后期有限形式。这些解可通过Laplace反演变换产生典型曲线,拟合实测井压力资料,分析油藏中非牛顿流体幂律指数及两个层中的渗透率和分层流量。     

无限大双层越流油气藏井底压力的精确解

采用最大有效井径的概念，在考虑表皮效应和井筒储存影响的条件下，导出了一个具有层间越流的无限大双层越流油气藏井底压力的动态模型，通过拉氏变换，得到了拉氏空间下以Bessel函数表示的精确解。运用Crump数值反演方法，得到了实空间的解，分析了压力动态特征，计算结果表明：该模型不但适合于表皮系数为正的情况，也适合于表皮系数的为负的情形，而Burdet模型只适合于表皮系数为正的情况。由于解释模型参数集团化，更有利于绘制典型曲线，能够获得更加准确的地层参数。     

具有层间窜流的三层油藏非牛顿幂率流试井模型

在前人工作的基础上,建立了3种外边界条件下的三层油藏非牛顿流渗流模型,对模型进行了求解;绘制了3种外边界条件下的典型渗流曲线,从渗流机理和渗流过程对曲线形态进行了深入分析.研究结果不仅可用于试井解释,也有助于人们更清楚地认识和评价油藏,为油藏制定合理工作制度提供科学的依据.     

Ma数对后掠机翼流动非线性失稳的影响

横流非线性失稳是导致后掠机翼流动湍流转捩的主要因素,而目前大部分的研究都集中在不可压缩流动.首先,本文采用非线性抛物化扰动理论分析了来流Ma=0.1,0.7,1.5,2.0条件下,后掠机翼流动的非线性失稳过程.计算结果表明来流Ma数激励了横流涡的发展,增加了饱和横流涡的流向涡量,并且来流Ma数增加,使得饱和横流涡趋近壁面.其次,通过对饱和横流涡二次失稳的分析,本文计算结果表明来流Ma数增强了饱和横流涡的二次失稳,并且在亚声速来流条件下,二次失稳"z"模态占优,而在超音速来流条件下,二次失稳"y","z"模态同时占优.     

陶瓷膜构型对错流微滤酵母悬浮液性能的影响

采用3种构型的陶瓷微滤膜元件对酵母悬浮液进行错流过滤实验,考察陶瓷膜元件的构型对于其错流过滤性能的影响。结果表明:减小陶瓷膜元件的通道直径可以提高料液在膜表面的剪切力,有助于提高过滤稳定通量和临界压力,在3 m/s膜面流速、0.1 MPa跨膜压差条件下,单管、19通道、55通道的稳定通量分别为96、128、196 L/(m2.h);在3 m/s膜面流速条件下,3种陶瓷膜元件的临界压力分别约为0.15、0.2、0.2 MPa。另外,减小通道直径还可以减小滤饼层的比阻,有利于降低过滤阻力;与提高膜面流速来增大过滤通量的方法相比,减小陶瓷膜的通道直径具有能耗较小的优点。     

喷流与超声速主流粘性干扰流场的数值模拟

采用二维雷诺平均Navier-Stokes(N-S)方程时具有声速喷流的超声速主流干扰流场进行了数值求解。N－S方程的无粘项采用有限体积法在非结构网格上进行空间离散，通量分裂采用二阶精度的Vanleer格式，紊流粘性系数采用Bald-win-Lomax二层代数紊流模型计算。对当地时间步长进行了粘性修正，并发展了一种基于线化流量的逆风隐式格式以提高求解效率。     

计算三维可压缩湍流边界层大横向流的一个积分反方法

本文研究三维可压缩湍流边界层在比较大的横向流下的反方法计算。将改进的Mager剖面推广到可压缩情形。在极限流线角直到45度的大横向流情况下得到与实验符合的结果,显示出本方法好的应用前景。