双温度通道电弧等离子体二维数值模拟

本文对圆形通道内双温度等离子体的传热与流动特性进行了二维数值模拟,研究中假定体系处于局域化学平衡态,但电子温度不等于重粒子温度,需分别用各自的守恒方程求解．采用数值实验的方法对电子-重粒子非弹性碰撞过程进行了研究,计算结果表明,数值模拟中对非弹性碰撞过程不同的处理方法(α的不同取值)会影响计算预测的等离子体特性．α的合适数值,需要在今后的研究工作中进一步将计算结果与实验测量结果比较来加以确定。     

方形分离器内气固两相流动的数值模拟

本文采用颗粒随机轨道模型，并与ｋ－ε模型及应力代数模型相结合，对方形分离器内的三维气固两相流动进行了数值模拟，气相计算得到了与实验结果基本一致的湍流流场，两相计算得出了与实验基本符合的分离器分离效率曲线。计算结果表明，在方形分离器内的旋风流动计算中，ｋ－ε模型及应力代数模型均得到比较合理的结果，并与实验符合较好；两相流动的计算初步分析了方形分离器的分离性能及分离机理，得到对工程设计有指导意义的结论。     

竖直圆管中超临界压力CO2在低雷诺数下对流换热研究

本文对竖直圆管中超临界压力二氧化碳在低雷诺数条件下的对流换热进行了实验研究和数值模拟。实验中分析了不同入口温度、热流密度以及流动方向等对超临界CO2流动和换热的影响。实验结果与计算结果的比较表明:在热流密度较小的情况下实验结果与数值计算结果基本吻合;而在热流密度较大的情况下,由于浮升力的影响,流动可能提前从层流转变为湍流,使换热强化。     

以压力为主变量求解喷管内的气体流动

一、引言 以压力为主变量求解气体流动问题的计算方法,早在七十年代,Hirt就证明是一种可有效地用于全马赫数的流动问题。但是由于一些技术上的困难,以压力为主变量的方法主要限于求解不可压的低速流动问题。本文将作者原有的非正交坐标下的,以压力为主变量求解不可压缩流动问题的计算方法和程序进行了改进。通过在动量方程中采用混合张量的形式而提高了计算的精度和稳定性,并通过在压力修正方程中隐式地引入密度的影响而将计算方法推广到用于求解可压缩流动问题。采用这种方法对两种喷管内的流动进行了计算,并将计算结果与实验结果进行了比较,结果是令人满意的。     

气流作用下水平管外液柱偏移特性的数值模拟研究

为了更好地研究水平管外降膜蒸发时的降膜流动规律及其影响因素,本文利用VOF方法建立了液体在水平管外降膜流动的计算模型,并对液柱在管束间的偏移特性进行了数值模拟研究;将数值模拟的计算结果与对应的实验结果相比较,数值解与实验值吻合程度较好;结合实验结果与数值计算结果,推导出了适应性较广的计算液柱偏移量的无量纲关系式。利用所推导的关联式对水蒸气流作用下的液柱偏移量进行预测,为海水淡化工程设计提供参考。     

螺旋槽管换热器管内流动和换热特性的实验研究

以水为介质,对螺旋槽管管内流体的流动特性、换热特性进行了实验研究。分析了流速、温度对流动特性,换热特性的影响。在该实验研究中,进行了实验测得摩擦压降与经典公式拟合得出的计算结果误差分析,验证了实验结果的准确度;进行了Nu的值与迪图斯-贝尔特公式拟合得出的计算结果误差分析,验证了实验结果的准确度;提出了预测套管式换热器热工性能的新方法。螺旋管换热器在管内流体Re范围为41000-58000时,换热器的热工性能较好。     

流管实验装置中声传播计算的模态方法

流管实验装置是测量有流动情况下航空发动机消声短舱内声衬声阻抗的主要装置。本文发展了一种解析的模态匹配方法进行在平均流有声衬条件下矩形流管中声传播的计算。用同伦方法求解特征值问题,并与用环绕积分求解的结果进行比较。声场通过轴向阻抗间断面的声压和声质点速度积分相等计算。第一个算例是无流动、硬壁、有限长、考虑端口反射的情况,并与北航流管实验台测量数据进行了对比;第二个算例为有流动情况下有限长声衬管道不考虑端口反射的声场计算,它与文献中NASA流管实验结果和CAA计算结果符合得很好。     

空化紊流流动的数值计算模型及其验证

本文介绍了一种空化紊流流动的数值计算模型,并计算了射流放水阀内部的空化流动现象。该模型基于均相平衡模型和液相与汽相传输方程,基本方程采用N-S方程,空化模型采用Kunz等提出的汽液质量转换模型。紊流封闭采用标准的κ-ε素流模型;稳定流动计算采用扩展的SIMPLE压力修正方法,非稳定计算采用PISO算法。为评价该数值模型,计算了绕射流放水阀的空化流动,并与实验结果进行了对比,计算结果与实验结果取得较好的一致,说明该流动模型和计算方法是可靠的。     

单圆弧直列扩压叶栅中三维湍流流动的数值计算

本文采用k-ε湍流模型,应用了“抛物化”的方法,对直列扩压叶栅中三维湍流流动进行了数值计算。与“准层流”模型计算及实验结果比较表明,在叶栅的湍流流动计算中,κ-ε模型将是比较适合的。     

混流式水轮机双环列导水叶栅中的流动计算

本文对混流式水轮机中固定导叶和活动导叶组成的双环列导水叶栅的流动进行了计算。计算采用了非线性的二维奇点分布法。作者在文中推导了求解的数学模型,并把计算结果和实验值进行了对比。结果表明,本文提出的方法具有较高精度,其计算结果和实验值取得了较好的一致。     

旋转两相流动的计算方法及应用

本文以近年来国内外正在研制的航空气心泵为例,从分析其流动过程出发,建立了气-液两相流动的物理模型和数学模型,采用SIMPLE计算思想进行适当地改进和补充,得到了用于旋转流场两相流动的计算方法和相应的计算程序,并用实验加以验证,结果较为满意。计算和实验的误差<13~19%。这种方法不仅适用于气心泵叶轮流场的计算,也可望能用于其他旋转体系内两相或单相流场的计算。     

基于流动显示的压缩拐角流动结构定量研究

在Ma = 3.0的超声速风洞中, 采用NPLS技术对上游边界层为层流的25° 压缩拐角进行了流动显示实验, 获得了压缩拐角的精细流动结构, 边界层、剪切层和激波等结构清晰可见. 基于流动显示数据, 采用间歇性、空间相关性和分形分析对流动结构进行了定量研究, 计算了边界层和分离区的间歇因子分布, 获取了边界层中拟序结构和结构角的大小, 给出了边界层分形维数的分布, 并与Ringuette和Bookey等的实验结果进行比较, 阐述了压缩拐角流动结构的定量特征.     

微尺度效应对螺旋槽干气密封性能的影响

本文引用考虑微尺度效应的雷诺方程,推导出了考虑微尺度效应的螺旋槽干气密封内部流动的近似算法。应用本文提供的算法对文献中干气密封的不同实验工况进行了计算,与相应的实验数据对比,计算结果和实验结果基本符合;切向动量调节系数σv对计算结果在尺度越小时影响越大;考虑微尺度效应时开启力的计算结果更趋于实验数据。     

环状狭缝通道流动沸腾换热的实验研究

以蒸馏水为工质进行了实验研究。分析了影响流动总压降的因素,给出了计算摩擦压降的经验关系式,实验数据与计算结果误差约±15％,此关系式可以用来预测该实验范围内的摩擦压降。同时还给出了计算流动沸腾传热系数的经验关系式,实验数据与计算结果误差为-17％～13％,此关系式可以用来预测该实验范围内的流动沸腾传热系数。     

计算流动显示技术(CFI)在自然对流流场测量中的应用

计算流动显示(CFI)技术通过利用仿真光测实验中光束的运动规律与光学干涉测量方法的数学模型,并根据计算流体动力学(CFD)的结果,获得仿真的光学干涉图像。本文通过计算机模拟数字散斑干涉中激光光束的运动规律得到了封闭方腔中空气自然对流的CFI光学图像,并将此仿真光学图像与实验得到的图像进行对比,指导实验的进行和自然对流中测试参数的计算。     

毛细管中R22替代制冷剂流动特性的实验研究

本文自行设计、安装和调试了一个小型制冷实验装置,并且在此小型制冷装置上进行绝热毛细管流动过程的实验研究.详细阐述了实验系统的设计,各个部件的机构以及制作工艺.利用此实验装置测量了制冷剂R22的替代制冷剂R134a、R407C和R410A在毛细管中的流动参数,并与已经过验证的绝热毛细管数学模型的计算结果进行了比较,实验值与计算值吻合良好.     

流动管道内利用旁通管道反声降噪研究

降低流动管道噪声在工程上是非常有用的。本文应用线性声学理论将无流动时旁通管道反声降噪方法推广到具有流动的情况，进行了数值计算和实验研究。数值工作包括建立相应的声学关系和管道分叉点连接条件；计算了多种噪声源传声损失频率特性，并讨论了主要参数对反声的影响。实验研究是对单段旁通管道有吸声尖劈的情况下进行的，实验时采用不同的噪声源和不同的流速，测量结果与理论计算符合良好。PACS数43．20     

微尺度流动的扩展二阶滑移边界条件

本文提出了求解微流动Navier-Stokes方程的扩展二阶滑移边界条件.该边界条件依赖一个有效的分子平均自由程,并考虑了气体分子与壁面碰撞的影响,能够刻画Knudsen层内的流动.基于该边界条件,对微通道内的气体流动进行了研究,计算结果与实验数据和其他理论结果相吻合.     

螺旋管内超临界氮的对流换热研究

在内径为2mm曲率为0.057的螺旋管内进行了超临界氮的对流换热实验,研究探讨了螺旋管入口温度、壁面热流密度对沿程壁面温度分布以及平均换热系数的影响,与前人关于螺旋管内常规流体流动换热的平均Nu的经验关系式进行了比较。并基于FLUENT软件进行了数值计算,并与实验结果进行了比较。分析表明,数值计算对壁面温度的预测有一定的适用性。     

激波管风洞中叶栅测压实验与计算研究

本文利用激波管平面叶栅风洞在四种工况下进行了某叶型叶表压力分布测量实验。该类短周期实验方式的测量精度是值得关注的大问题，为此文中对实验误差及短周期实验测量的合理性进行了分析。继而将实验数据与两种模型下的数值计算结果进行了比较，其中实验结果与按实际情况建立的模型１计算结果吻合。通过实验结果与模型２计算结果比较发现，实验中存在着影响叶栅通道流动周期性的因素，本文仔细分析了该因素可能产生的影响，为今后对该风洞实验段进行改造提供了基础。