旋转冲压压缩转子中压缩面的数值研究

采用二维雷诺平均N-S方程和Spalart-Allmaras湍流模型对三种压缩面形状的旋转冲压压缩转子二维进气流道流场进行了数值仿真.计算结果表明,压缩面形状对二维进气流道中的波系结构和形状具有决定性影响,凸曲线压缩面二维进气流道的总体性能最佳.     

湍流模型对风力机叶片气动性能预估的影响

本文采用计算流体力学软件Fluent,选取单方程Spalart-Allmaras模型、两方程低雷诺数k-ε模型和SSTk-ω模型等不同湍流模型,对NREL Phase VI风洞测试风力机的无偏航工况进行CFD模拟.通过将数值计算结果与相应的实验数据进行比较,发现在叶片表面为附着流时三种湍流模型数值模拟的结果都与实验数据吻合得很好,而在失速情况下两方程湍流模型的表现要优于单方程模型,其中以SST k-ω模型对截面压力分布、转矩等的预测更加准确.     

湍流模型对涡轮数值模拟结果的影响

以带试验结果的NASA单级跨音涡轮为研究对象,对NUMECA商业软件中的四种湍流模型在相同条件下进行三维、定常数值模拟,并与相应的试验结果对比,分析各湍流模型对涡轮数值模拟结果的影响.模拟结果表明:一方程的Spalart-Allmaras模型计算稳定性和解的精度都相对较高,两方程的两个模型对于算例类涡轮数值模拟精度较差.     

对k-ε湍流模型的修正及其应用效果

一、引言 用数值计算研究湍流场的方法,已广泛地应用在科研与工程中。计算湍流场的关键是建立湍流模型.在湍流场中,流速U_i=_i+u_i,对Navier-stokes方程进行时间平均,得到计算流场的动量方程:     

尺度自适应模拟和大涡模拟的关联性分析

采用理论分析和数值模拟相结合的方法，系统研究了尺度自适应模拟（scale-adaptive simulation，SAS）和大涡模拟（large-eddy simulation，LES）的关联性问题.在理论分析方面，对比分析了系综平均和滤波的定义、Spalart-Allmaras（SA）湍流模型和动态亚格子（subgrid-scale，SGS）模型关于湍流黏性系数的求解方式.理论分析结果表明，系综平均等价于盒式直接滤波，SAS和LES的控制方程在数学形式上具有一致性；SAS存在过多的湍流耗散，主要来自于SA输运方程中的扩散项.在数值模拟方面，选取来流Mach数0.55，Reynolds数2×105的圆柱可压缩绕流为分析算例.计算结果表明，SAS和LES预测的大尺度平均流场信息几乎一致，SAS预测的湍流脉动信息略低于LES.SAS在圆柱近尾迹区的湍流耗散过大，而在稍远的尾迹区几乎能够完全等效于LES.      

采用混合工质的多级离心压缩机中间级的特性分析

本文利用编制的混合气体的物性计算程序,对某多级离心压缩机中间级内部流场,进行数值模拟的研究,重点分析了对弯道和回流器等静止部件内的气动特性.计算采用时间推进法,湍流模型选择Spalart-Allmaras模型.结果表明:叶轮设计合理;静止部件特别是无叶扩压器和弯道内摩擦损失较大,且易受下游部件影响;工况变化对回流器入口流动影响很大.     

用非正交曲线坐标系数值计算航空发动机加力燃烧室无化学反应的湍流流场

本文采用非正交曲线坐标系下非交错网格的SIMPLE方法对航空发动机加力燃烧室无化学反应的湍流流场进行了数值计算，湍流模型采用k-ε双方程模型．差分网格采用分区方法生成，计算时对整个流场进行分区迭代直至得到收敛结果．加力燃烧室湍流流场数值计算结果合理．     

不同湍流模型对圆射流数值模拟的讨论

采用FLUENT软件,选择Spalart-Allmaras模型,标准κ-ε模型以及RNG κ-ε模型对气体无限空间淹没湍流圆射流进行了数值模拟,并将计算结果与理论分析及实验测量方法所得结果进行比较.结果表明,三种模型都能较好反映射流规律,但计算数值与理论值和实测值有所差异,标准κ-ε模型的模拟效果最好.     

一个高压比离心叶轮的CFD结果确认

本文采用NUMECA的FINE/Turbo软件包数值分析了一个高压比离心叶轮的三维定常粘性流场。选用二阶精度的中心格式和Spalart-Allmaras的一方程湍流模型。通过与现有实验结果(包括性能曲线、外环壁静压和截面马赫数分布等)的比较对计算结果就行了详细的确认,同时讨论了网格密度和间隙尺度、以及不同的数据处理方法对计算结果确认的影响。     

隔板截面形状对旋转冲压压缩转子性能的影响

本文采用三维雷诺平均N-S方程和Spalart-Allmaras湍流模型,在设计工况下对3种具有不同隔板截面形状的旋转冲压压缩转子进行了数值研究.计算结果表明:旋转冲压压缩转子进气流道内主要存在三道曲线激波对气流进行压缩;隔板截面形状对激波及气流流动影响较大,隔板截面形状为"正梯形"时,旋转冲压压缩转子具有较高的效率和...     

大分离条件下风力机叶片三维定常数值模拟研究

为了改善失速条件下风力机气动特性的CFD模拟精度,采用定常的RANS求解方法和一方程S-A湍流模型,数值模拟定桨距型风轮叶片LM19在高风速(18m/s)条件下的气动特性.首先讨论了由流动大尺度分离导致计算收敛曲线大幅度振荡时数值结果的处理方法,然后分析了计算域尺度和网格密度对数值模拟结果的影响,为失速条件下风力机气动...     

几种典型流动条件对平板转捩过程影响的数值模拟

采用作者构造的k方程转捩湍流模型，数值模拟了较大跨度来流湍流度情况、不同来流湍流度时几种不同顺、逆压梯度存在情况、壁面存在不同热交换强度情况下平板的转捩流动过程．与实验结果对比表明，新模型具有较好地模拟转捩流动能力。     

Modification of Spalart-Allmaras model with consideration of turbulence energy backscatter using velocity helicity

The correlation between the velocity helicity and the energy backscatter is proved in a DNS case of 256³-grid homogeneous isotropic decaying turbulence. The helicity is then proposed to be employed to improve turbulence models and SGS models. Then Spalart-Allmaras turbulence model (SA) is modified with the helicity to take account of the energy backscatter, which is significant in the region of corner separation in compressors. By comparing the numerical results with experiments, it can be concluded that the modification for SA model with helicity can appropriately represent the energy backscatter, and greatly improves the predictive accuracy for simulating the corner separation flow in compressors.     

颗粒湍流扩散的数值模拟

1引言颗粒湍流扩散是气固两相流中的一个重要的研究课题,近年来,国外有大量文献报道这方面的工作。因为颗粒的湍流扩散的研究的一个基本问题就是湍流的描述,它一方面可以来检验湍流描述的正确性;另一方面,该问题是气固两相流理论中,特别是颗粒群轨道模型中一个难点。描述湍流大体上可分为两种方法。一是直接数值模拟方法（DNS）,J．B．Mclaughlin对管流内颗粒沉降的研究就基于直接数值模拟山,K．D．squires和J．K．Eaton对颗粒扩散的研究也基于DNS［2］,DNS一般只适用于低Reynolds数。另一方面,用随机方法来模拟湍流,该…     

叶栅内定常及非定常粘性流动数值模拟

本文给出了一个模拟叶栅内准三维定常和非定常粘性流动的数值方法。对于定常流动,采用ＴＶＤ Ｌａｘ－Ｗｅｎｄｒｏｆｆ格式和代数湍流模型求解雷诺平均Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程,使用当地时间步长和多网格技术使计算加速收敛到定常状态;对于非定常流动,使用双时间步长和全隐式离散,采用与求解定常流动相似的多网格方法求解隐式离散方程。文中给出了ＶＫＩ透平叶栅内的定常流结果和１．５级透平叶栅内的非定常数值结果。     

用多块多网格方法数值模拟三维粘性流动

本文给出了一个模拟三维粘性流动的数值方法．该方法来用高分辨率 ＴＶＤ Ｌａｘ－Ｗｅｎｄｒｏｆｆ格式求解三维雷诺平均Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程，使用Ｂａｌｄｗｉｎ－Ｌｏｍａｘ模型估计湍流粘性系数，用多重网格技术加速收敛，采用多块结构化网格处理复杂的物理域．文中给出了叶轮机械多个叶片排和透平排汽缸内的全三维粘性流动的数值结果．     

Unsteady flow visualization at part-load conditions of a radial diffuser pump: by PIV and CFD

The present study provides flow visualization on complex internal flows in a radial diffuser pump under part-load conditions by using the three-dimensional Navier-Stokes code CFX-10 with Detached Eddy Simulation (DES) turbulence model. Particle Image Velocimetry (PIV) measurements have been conducted to validate numerical results. The CFD results show good agreements with experimental ones on both the phase-averaged velocity fields and turbulence field. The detailed flow analysis shows that no separation occurs at 0.75Q_des although a low-velocity zone develops on the rear impeller suction side. Steady flow separations are observed on the impeller suction sides at 0.5Qdes but with different onsets and amounts. When reducing the flow rate to 0.25Q_des, CFD predicts different types of back flows in the impeller region, including steady leading edge separations, rotating vortex in the impeller wake region, and back flow on the impeller pressure side.     

高速气流作用下激光加热金属平板数值模拟

数值模拟研究了高速气流作用下激光加热金属平板温度场。流体控制方程为三维雷诺平均Navier-Stokes方程,固体控制方程为能量方程,湍流粘性系数求解使用k-ε两方程模型。采用流固耦合计算方法,使用两相流模型模拟气流对烧蚀物的剥蚀,较完整地模拟了激光辐照金属材料的物理变化过程,计算得到了不同气流速度下金属平板的温度分布以及烧蚀形貌。分别使用两相流方法和动网格方法对高速气流作用下激光对金属板的烧蚀效应进行了计算,结果表明,两相流方法与动网格方法都能较好地模拟高速气流作用下激光加热金属平板的温度响应,由于两相流方法能够较全面地模拟对流换热、熔化与凝固过程以及金属液体在气流冲刷下的动力学过程,因此能获得比动网格方法更为合理的物理图像。