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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 209 毫秒
1.
离心泵启动过程内部瞬态流动的二维数值模拟   总被引:6,自引:3,他引:3  
为分析离心泵启动过程外部瞬态特性的内流机理,建立求解叶轮启动和加速过程泵内部非定常流动的数值模拟方法,以二维离心泵为模型进行启动过程内部流动的数值模拟研究.以绝对坐标系描述伞场流动,采用动网格方法实现离心泵启动过程中叶轮加速旋转引起的流场变形,选用人涡模拟(LES)描述湍流.分析了叶轮启动过程巾内部非定常流动结构和演化过程及其与外部瞬态特性的关系,并与准稳态假设下的流动模拟结果进行了对比分析,定性地分析了离心泵在启动过程中的瞬态效应,验证了采用动网格方法求解启动过程瞬态流动的可行性.  相似文献   

2.
基于非结构变形网格的间断装配法原理   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
在激波捕捉法计算得到的流场基础上采用辨识算法得到初始间断位置, 从ALE方程出发, 考虑离散几何守恒律, 采用变形网格和网格重构技术解决计算过程中间断运动和变形, 新旧网格之间流场采用高精度信息传递方法保持时间精度, 建立了基于非结构动网格技术的间断装配方法.通过激波管问题的二维模拟, 模拟了初始间断分解为激波和接触间断激波遇到固壁反射后与接触间断相交的非定常流动过程, 对这种新方法的基本原理进行了介绍.   相似文献   

3.
三维串列双圆柱绕流气动流场及声场模拟   总被引:2,自引:0,他引:2  
数值模拟三维串列双圆柱在不同间距比下湍流流态及其辐射声场.采用大涡模拟(LES)求解非定常不可压缩Navier-Stokes方程得到瞬时流场数据,从而得到声源相关数据,求解基于FW-H积分方程的Farassat-1A方程计算载荷噪声得到相应声场分布.通过对不同间距比下相应的声场及观测点的声压频谱图进行比较可以发现:随着间距的变化,流场呈现出3种不同的流态,其声场也呈现不同的特点,在临界间距比下,总噪声值最大.  相似文献   

4.
为了研究采用对旋转轮的新型轴流式水轮机的非定常性能,应用三维非定常数值计算方法,对该新型水轮机进行了数值模拟研究.数值计算中,采用了全三维全流道的数值计算方法,基于DES(Detached Eddy Simulation)方法获得了对旋轴流水轮机的非定常流场和能量性能.计算结果显示,该新型水轮机在一个转动周期的不同时刻,其内部流场存在显著的非定常特性.  相似文献   

5.
低速轴流涡轮非定常数值模拟的非线性谐波法   总被引:4,自引:0,他引:4  
本文介绍了旋转机械非定常数值模拟的非线性谐波方法,并对某低速轴流涡轮的流场进行了数值模拟,获得了该涡轮通道内的非定常流场结构.在与实验结果及定常计算结果对比确认的基础上,分析了该涡轮动静叶间干涉与非定常流动特性,并比较了谐波阶数和工质的压缩性对计算结果的影响.研究结果表明,非线性谐波方法可有效地模拟动静非定常干涉.  相似文献   

6.
本文采用时空守恒(CE/SE)格式求解Navier-Stoks方程与Euler方程,数值模拟了绕圆柱流动引发的气动噪声源及传播问题.对近声场与远声场采用了不同的控制方程和边界条件,分别得到了流场与声场解.将其与采用大涡模拟和FW-H方程得到的结果进行了对比,表明本文的数值方法能够很好地反映流场与声场的形态,能较好地模拟声场指向性及流场中的拟声现象,相比LES/FW-H方法能更精确地反映流场与声场的相互关系.  相似文献   

7.
谐波平衡法是一种高效周期性非定常流动频域计算方法.本文研究可变周期谐波平衡法,通过求解Navier-Stokes方程模拟低速不可压条件下的二维钝体绕流周期性非定常涡脱落问题.对于这类流动变化周期未知的非定常问题,将涡脱落周期T作为变量,采用基于残差导数的可变周期计算方法推进求解.以圆柱绕流和方柱绕流为例,研究考察了谐波平衡法的计算精度和效率,并分析研究了不同参数对计算结果的影响.针对圆柱绕流问题,采用三种不同优化方法进行周期T的迭代计算,对比研究了它们的计算精度和效率.计算结果表明:谐波平衡法采用3个谐波数就可以准确模拟周期性非定常涡脱落问题,辨识的涡脱落频率和阻力系数与实验值及其他数值结果一致,与时域方法相比该方法具有较高的计算效率.不同优化方法的计算结果相同,共轭梯度法和牛顿法的收敛速度与最速下降法采用较大搜索步长时的收敛速度一致.由于牛顿法没有参数问题,因此该方法在工程计算中更有优势.  相似文献   

8.
针对交叉旋翼复杂的气动干扰问题,建立了一种适合于交叉旋翼气动分析的数值模拟方法.该方法采用三维非定常Reynolds平均Navier?Stokes(RANS)方程来求解流场,使用动态嵌套网格方法模拟旋翼运动.使用共轴旋翼悬停实验结果验证了该方法的准确性.利用该方法模拟了交叉旋翼在不同状态下的流场,计算了拉力和悬停效率,...  相似文献   

9.
采用数值模拟方法对船体与直升机旋翼的复合流场进行求解,研究了不同风向时复合流场的流线形态与湍动能分布、旋翼桨叶表面静压分布与旋翼升阻特性.数值模拟的正确性由缩比船模风洞试验验证.研究结果表明:旋翼流场与船体流场间存在相互干扰;侧风会增大复合流场的湍流范围,加剧旋翼周围流场的湍流强度和旋翼桨叶的挥舞振动;右舷15°风向条件不利于直升机的甲板悬停.  相似文献   

10.
抗爆容器内爆炸流场数值模拟   总被引:9,自引:0,他引:9       下载免费PDF全文
 采用计算流体动力学中的二阶精度TVD差分格式和特殊算子分裂法,按轴对称问题,对半球顶圆柱筒密闭式抗爆容器内部爆炸流场进行了数值模拟。计算得到的容器壁面载荷分布与实验结果基本一致。不同时刻爆炸流场压力分布图像清晰地描述了容器壁面的冲击波加载过程。  相似文献   

11.
卢建群 《计算物理》1985,2(1):99-108
本文继Zheng-huan Teng[1]中介绍的解Navier-stokes方程的椭圆涡团法,研究了一种新的变形涡团法,用以模拟不可压粘性流体绕圆柱的不定常流动。圆柱在静止流体中突然起动并做匀速直线运动。对整个流动区域构造完全Navier-Stokes方程的解并不容易,近十年出现很多数值研究,本文对算法有所推进。把本文的方法称作变形涡团法是因为圆柱边界附近的流体中用椭圆涡团,远离边界时用圆形涡团。计算圆柱绕流比平板绕流在满足附着条件上更为困难,本文分析了怎样在圆柱边界上给出适当的附着条件的数值方法。在算例中雷诺数分别取200、550、3000,得到了不定常边界层分离,二次涡等复杂的物理现象,这些数值结果与近年实验结果[2]是一致的。  相似文献   

12.
A grid-free high-resolution spatially-adaptive vortex method for two-dimensional incompressible flow in bounded domains is presented. The computational algorithm is based on operator splitting in which convection and diffusion are handled separately every time step. In the convection step, computational elements are convected with velocities obtained by fast approximations of the Biot–Savart superposition with second-order Runge–Kutta time integration scheme. Diffusion is performed using the smooth redistribution method that employs a Gaussian basis function for vorticity in the interior. Near solid walls, the core functions are modified to conserve circulation. The no-slip boundary condition is enforced by creating of a vortex sheet that is redistributed to neighboring elements using the redistribution method. The proposed method enables accurate and smooth recovery of the vorticity and does not require explicit use of vortex images or occasional re-meshing. Algorithms for reduction in computational cost by accurately removing elements in overcrowded regions and for spatial adaptivity that allows for variable core sizes and variable element spacing are presented. Computations of flow around an impulsively started cylinder for Reynolds number values of 1000, 3000, and 9500 are preformed to investigate various aspects of the proposed method.  相似文献   

13.
We present a generalization of the no-slip boundary condition by Lätt et al. [J. Lätt, B. Chopard, O. Malaspinas, M. Deville, A. Michler, Straight velocity boundaries in the lattice Boltzmann method, Physical Review E 77 (5) (2008) 056703] from straight to curved geometries for the lattice Boltzmann Bhatnager–Gross–Krook method (LBGK). The boundary condition is based on a reconstruction of the populations from the density, velocity and rate of strain. For curved boundaries, the reconstruction reduces the question of accuracy to a technical issue of interpolation. We present a method of interpolation allowing a very accurate representation of the curved boundary. The resulting boundary condition is verified for three different test cases: Taylor–Couette flow in-between rotating cylinders, laminar flow around a cylinder and flow past an impulsively started cylinder, demonstrating its second order accuracy and low error constant. The present boundary is stable for relaxation frequencies close to two.  相似文献   

14.
Numerical modeling of two-dimensional, unsteady, laminar, isothermal heat and mass transfer by MHD free convection flow past an impulsively started vertical cylinder in the presence of Dufour and Soret effects is considered. The governing equations of the flow problems, valid in the free convection regime, are transformed into a nondimensional form using appropriate nondimensional parameters. These equations are solved numerically by an efficient, implicit, iterative, finite-difference scheme of Crank-Nicolson type. A parametric study illustrating the influence of the magnetic field, Grashof number, and the Dufour and Soret numbers on the fluid velocity, temperature, and concentration, as well as the local and average skin friction, Nusselt and Sherwood numbers is conducted. The obtained results are shown graphically and the physical aspects of the problem are discussed.  相似文献   

15.
叶型优化在非定常流动条件下效果的数值分析   总被引:4,自引:0,他引:4  
本文对叶型优化在非定常流动条件下的效果进行数值研究。叶型优化基于比较成熟的在定常流动条件下的反问题解法,非定常流动则考虑到动静叶栅之间的相互作用,非定常流动的求解在N-S方程的基础上采用分区计算的方法来完成。数值计算的结果表明,定常流动条件下优化得到的叶型在非定常流动条件下同样具有较好的气动性能。  相似文献   

16.
We present a lattice-Boltzmann method coupled with an immersed boundary technique for the simulation of bluff body flows. The lattice-Boltzmann method for the modeling of the Navier–Stokes equations, is enhanced by a forcing term to account for the no-slip boundary condition on a non-grid conforming boundary. We investigate two alternatives of coupling the boundary forcing term with the grid nodes, namely the direct and the interpolated forcing techniques. The present LB–IB methods are validated in simulations of the incompressible flow past an impulsively started cylinder at low and moderate Reynolds numbers. We present diagnostics such as the near wall vorticity field and the drag coefficient and comparisons with previous computational and experimental works and assess the advantages and drawbacks of the two techniques.  相似文献   

17.
雷鹏飞  张家忠  王琢璞  陈嘉辉 《物理学报》2014,63(8):84702-084702
从Lagrangian角度数值分析了圆柱瞬时起动过程中的非定常瞬态流动现象,如分离泡产生、破裂和涡脱落等及其产生的非定常效应,揭示了所列现象诱导的物质输运和迁移效应,首先采用双时间步长的特征线算子分裂算法数值模拟了圆柱起动过程中的瞬时流场,然后采用数值方法从流场中提取出Lagrangian拟序结构(LCSs),并根据非线性动力学理论研究了流动分离和旋涡演化过程中的物质输运作用,结果表明,圆柱瞬时起动后所产生的非定常阻力与相应瞬态现象中的物质输运有密切的关系:对称分离泡产生及其在流向方向的生长,能够使分离泡内压力升高且分布均匀,从而减小阻力;对称分离泡的失稳增强了分离泡与主流之间的物质输运作用,最终导致涡的脱落,并有利于推迟流动分离和减小分离区域,非定常流动中LCSs所描述的物质输运和迁移作用对流动控制的机理研究具有一定指导意义。  相似文献   

18.
离心泵启动过程的涡动力学诊断   总被引:2,自引:0,他引:2  
在离心泵启动过程内部流动数值模拟的基础上进一步深入分析瞬态流动结构,研究启动过程中泵内能量分布的合理性及其对瞬态特性的影响,采用涡动力学方法对启动过程瞬态流场分布进行诊断。分别采用过流断面总压流分布和边界涡量流的轴向分量分布表征流体能量变化和叶轮局部对流体做功的效应。并用过流断面总压流的值来分析叶轮机械能与流体能量的转化情况。本文给出了针对泵内非定常流场的诊断过程,并为泵启动过程的控制和优化提供参考和依据。  相似文献   

19.
气冷涡轮级叶栅非定常流场数值模拟   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用具有三阶精度TVD性质的有限差分格式、自由型曲面网格技术、分区算法以及双时间步长的方法,对某型涡轮级叶栅流场进行了非定常NS方程数值求解,考察了在有、无冷气喷射条件下涡轮级气动性能的非定常变化。结果表明,上游静叶栅是否喷射冷气对下游动叶栅超音速区域的影响具有明显的区别,有冷气喷射时动叶栅前缘气动负荷降低,级效率下降约1%,但是不同动叶通道内气动性能随时间周期性变化的幅度明显减小了。  相似文献   

20.
An immersed boundary method for the incompressible Navier–Stokes equations in irregular domains is developed using a local ghost cell approach. This method extends the solution smoothly across the boundary in the same direction as the discretization it will be used for. The ghost cell value is determined locally for each irregular grid cell, making it possible to treat both sharp corners and thin plates accurately. The time stepping is done explicitly using a second order Runge–Kutta method. The spatial derivatives are approximated by finite difference methods on a staggered, Cartesian grid with local grid refinements near the immersed boundary. The WENO scheme is used to treat the convective terms, while all other terms are discretized with central schemes. It is demonstrated that the spatial accuracy of the present numerical method is second order. Further, the method is tested and validated for a number of problems including uniform flow past a circular cylinder, impulsively started flow past a circular cylinder and a flat plate, and planar oscillatory flow past a circular cylinder and objects with sharp corners, such as a facing square and a chamfered plate.  相似文献   

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