基于并行计算的消声器三维数值模拟

针对某款汽车复杂消声器建立了三维数值计算模型,采用并行计算技术对该模型进行计算．通过分析数值计算结果,找到该款消声器产生压力损失和再生噪声的主要部位分别是消声器进气内插管开孔处和出气内插管的进口处．据此提出了相应的改进方案．计算结果显示,改进后消声器的背压比原消声器背压大幅度下降,最大可下降20%左右．这种基于计算流体力学理论结合并行数值模拟技术的设计方法,计算一个算例仅需20 min左右,降低了设计周期和设计成本．     

气液界面传质过程Rayleigh对流模拟的格子Boltzmann方法

浓度梯度导致的Rayleigh对流是一种通常在传质过程中观察到的界面现象.为了模拟乙醇吸收CO2气液传质过程中界面传质引发的Rayleigh对流现象,提出了描述界面扰动的随机扰动模型,并建立了带有双分布模型的二维格子Boltzmann方法(LBM).模拟二维液相Rayleigh对流过程中,假设界面上CO2浓度为常数.通过模拟研究,确定了随机扰动模型的2个参数:局部扰动概率P和浓度扰动大小ρD.模拟结果表明,当0<ρD≤10-9,kg/m3、10-6≤P≤10-1时,平均液相传质系数存在一个稳定值:(1.09±0.02)×10-5,m/s.通过考察浓度分布结构,分析了Rayleigh对流的时空演化过程.根据模拟结果定义并计算了传质增强因子,其证明了Rayleigh对流能够有效地强化界面传质.     

用X型热膜探针测量塔板液相三维流场

针对热膜流速仪元件的工作原理提出了通过平面旋转测量液体三维流速的新方法，并测量了大型精馏塔板液相单相三维流场，为计算流体力学对塔板模拟提供了实验验证，测量结果发现在塔板的回流区，出口堰和塔壁附近流速的垂直分量不可忽略，测量结果与用Star-CD软件在SGI公司Origin200server工作站计算结果表明，该实验测试手段是成功的。     

大型波纹规整填料塔二维返混特性实验测量与模拟

以热水为示踪剂,对填充有塑料制250Y板波纹规整填料的直径1m的填料塔进行了二维返混特性研究.实验填料塔装填高度2,000mm,装填10层填料,每层200mm,层与层之间交错90°摆放.实验中示踪剂为连续注入,采用铂电阻温度探头分别测量了填料塔距塔顶400mm和1000mm 2个平面的无因次温度分布.应用柱坐标二维返混模型得到了轴向和径向返混系数Dz和Dr,结果发现因为规整填料的各向异性,由模型计算得到的温度场在距离塔顶较远的1000mm平面与实验符合较好,而在较近的400mm平面与实验相差较大.在此基础上提出了基于直角坐标系的各向异性返混模型,每层填料逐层计算,层之间按实际情况旋转90°,结果表明使用相同的Dz和Dr为参数,得到的温度场在400mm平面和1000mm平面均与实验符合良好.