平板大攻角绕流升力和阻力系数的计算

二维平板或二维对称薄翼型大攻角绕流升力和阻力系数与攻角之间存在的函数关系一般用数据表格的形式给出。本文根据垂直平板绕流阻力实验数据和对称薄翼型全攻角绕流实验数据,分析得到了平板大攻角绕流总压力及其升力分量和阻力分量系数的近似计算公式。结果表明：平板总压力系数约等于攻角正弦值的2倍;总压力的阻力分量系数约等于攻角正弦值平方的2倍;升力分量系数约为攻角2倍的正弦值。计算结果与两组试验数据具有较好的一致性。     

水轮机转轮内部的三维固液两相紊流计算

1引言本文利用两相流动的多流体模型和k－。－A。两相索流模型计算水轮机转轮内部的三维固液两相紊流。在索流两相流动的多流体即多连续介质模型中，离散相看成是Euler坐标中处理的拟流体。与小滑移和无泪移模型不同的是，多流体模型可以分别考虑大滑移和离散颗粒扩散，其间无直接联系，并且能够充分考虑离散相质量、动量及能量的湍流扩散山本文利用速度压力校正法之一：SIMPLEC法进行数值计算。该法最早使用在S．VPatankar和D．B．Snalding在1972年提出的SIMPLE算法中间，本文将其推广到具有交错网格的非正交贴体坐标系中计算三维…     

叶片式混输泵内气液两相流的数值计算

气液两相流的数值模拟是多相混输技术研究中的一个难点.本文假定混输泵叶轮内为泡状流动,基于雷诺时均N-S方程和气液两相双流体模型,采用SIMPLEC算法,对叶片式混输泵叶轮内部两相三维紊流流场进行了数值计算,分析了水气混合工况下的流场分布特点.对含气率GVF=15%工况下的扬程特性进行了预测并与试验结果进行对比.数值计算结果表明,混输泵叶轮流道采用较小的径向尺寸差能较好地避免离心力所引起的气液分离,防止气堵现象的发生;叶轮进口部分存在的低压旋涡区容易使气体积聚,因此有必要进一步改进叶轮进口区的水力设计.     

高速水流中旋涡空化所引起的空蚀和振动

为了研究旋涡空化所引起的空蚀和振动观象以及二者的关系,采用高速摄影的方法,观察了发生在射流放水阀山部的空化形态。采用快速富里叶变换（FFT）分析了空化所引起的振动。采用失重法,进行了空蚀实验。结果表明,旋涡空化能引起严重的空蚀和剧烈的振动。在旋涡空化发展的个同阶段,其所导致的振动和空蚀呈观了个同的特性。当Sσ>0.74时,随空化数的变化,振动和空蚀呈现了相同的变化趋势,但是,在0.50<σ<0.74的范围内,振动和空蚀呈现了相反的变化趋势。这是由于水流中空化旋涡的数目和形态随空化数的变化,以及旋涡空化引起振动和空蚀的机理不同所造成的。     

水轮机活动导叶内部三维固液两相紊流计算及磨损预估

本文报导了水轮机活动导叶内部固液两相紊流的三维数值分析结果和磨损预估结果。文中基于N－S方程和两相紊流的k—ε—Ap模型,采用贴体坐标和交错网格系统,用SIMPLEC算法对水轮机活动导叶内部的固液两相紊流进行数值模拟,提出设计工况时活动导叶内部的两相紊流特性。在数值模拟的基础上,根据Finnie模型预估了活动导叶的磨损。并与Drtina的实验结果进行了比较．     

结合自适应网格的基于特征线方程的分离算法

提出一种新的网格自适应方法:在需要加密的网格单元中心加入新结点,并对加密后的相邻三角形网格单元进行公共边变换, 构成新的网格单元. 与传统的在网格边界中点加入新节点的自适应方法相比,新方法可以更加灵活地控制网格密度,加密后的网格继承原先的网格质量不发生畸变,并且算法编程简便,容易实现. 将自适应网格生成方法和基于特征线方程的分离算法相结合,对空腔内不可压缩黏性流动进行了计算. 在特征线方向上进行时间步离散,动量方程求解过程中采用非增量型分离算法. 计算中,把求解变量梯度值作为判定准则,在变化剧烈的区域进行网格局部加密. 计算结果表明该组合算法有很好的计算精度,并有效减少了计算时间和存储量.      

温度体动网格模型中控制参数的研究

采用调整导热系数和源项分布的方式,对温度体动网格模型所生成的网格品质进行控制.温度体动网格模型将运动边界的位移虚拟为求解域的温度边界条件,以流体能量方程或固体导热方程作为控制方程,通过选取不同的导热系数或源项分布可以得到适合不同求解问题需要的温度分布,并将求解得到的网格节点的温度作为其动态位移量.采用温度体动网格模型计算平动、三维旋转运动、柔性体运动等流固耦合计算中可能涉及的动网格算例.结果表明,在计算效率和生成网格的品质方面,与已有的动态网格生成方法相比,具有较大的优势,可以有效解决流固耦合数值模拟中存在的动态网格生成难题.     

流体机械中高雷诺数流动的大涡模拟

本文应用大涡模拟方法建立了管道流在高雷诺数条件下的数值求解方法，推导了用求和下标所表示的三维控制方程在贴体坐标下的张量形式．应用有限差分法对控制方程进行离散求解，用编制的三维湍流场LES计算程序对方弯管内的流动进行了计算验证．     

非定常粘性空化流动模型及其数值计算

基于气液两相当地均相介质模型,本文给出了一种模拟非定常粘性空化流动的计算模型。认为空化绕流流场中流动介质是一种当地均匀的气液混相物。控制方程采用了应用两相流模型的N-S方程。基于液相和气相的状态方程推导了混合介质密度的表达式。为了保证数值计算的稳定性,控制方程的数值求解采用了TVD-MacCormack格式。为了评价计算模型的可靠性,分别计算了绕台阶和管道水锤的空化流动,所得结果是合理的,说明该方法可以用于空化流动的数值计算。     

水力机械非定常流动的三维涡方法计算

利用拉格朗日型涡方法计算了混流式水轮机转轮内部的非定常流动. 采用高精度的边界元法计算域内势流速度以满足固体边界不可穿透条件, 通过在固体边界上导入新生涡满足边界的无滑移条件. 利用拉格朗日法计算涡元的运动, 而离散涡元之间的诱导速度则通过毕奥-萨伐尔公式结合快速多级子算法和自适应树结构算法获得. 通过对某混流式转轮水轮机在设计工况及非设计工况下的数值模拟, 以及模拟结果与实验测量的对比, 验证了该拉格朗日涡方法在计算转轮内部高雷诺数非定常流动中的有效性.