Y型微通道气液两相流的数值模拟

针对Y型微通道气液两相流的数值模拟,建立了适用于微通道气液两相流的计算模型,采用CFD方法对微通道内流体的流动进行了数值研究,分析了微通道内流动状态、气泡形状以及生成周期,模拟了Y型微通道气液两相流弹状流的形成过程,并对弹状流的压力、速度、壁面剪切应力的分布、变化趋势及原因进行了深刻剖析,揭示了弹状流流动规律,为进一步加强弹状流应用打下基础,为微通道中的气液两相流动提供了可靠的理论依据。     

数值分析带二次流跨音速尾喷管流场

本文用有限元法数值分析带二次流可调收—扩喷管跨音速流动,紊流粘性采用ｋ—ε双方程模型来描述,并利用加权余量法中的Ｇａｌｅｒｋｉｎ法建立有限元方程,求解可压缩粘性流体流动Ｎ－Ｓ方程,喷管壁面采用壁面函数。通过四种不同喷管、不同工况下尾喷管内部流场计算,并用实验数据进行对比表明：计算结果合理,程序可靠,可利用有限元法对喷管超音速流动进行数值研究。     

应用GAO-YONG可压缩湍流模式数值模拟RAE2822翼型绕流

应用Gao-Yong可压缩湍流模式,数值模拟RAE2822二维翼型在两种不同来流情况下的跨音速粘性绕流问题.湍流模式的对流项用ROE格式离散,扩散项用中心差分格式离散,空间离散后的控制方程用多步Runge-Kutta显式时间推进格式求解.计算结果预测了翼型表面的压力系数的分布、平均速度剖面、激波的位置、马赫数等值线等情况.同时,对翼型表面激波与边界层相互干扰以及转捩问题进行分析计算,结果表明,Gao-Yong可压缩湍流模式结合适当的数值方法能够成功地模拟翼型跨音速粘性流动.最后,基于Gao-Yong可压缩湍流模式各项异性湍流粘性的机理,初步提出一种预测转捩起始位置的方法.     

炸药颗粒压制成型数值模拟

 分析炸药压药过程中细观的力学行为,能够为改进压药工艺和提高炸药元件质量提供理论依据。建立了模压条件下炸药颗粒压制成型的计算模型。模型中炸药颗粒被认为是直径相同的球形颗粒,并按一定规律排列。利用非线性有限元计算方法,对炸药颗粒压制成型过程进行了数值模拟计算,分析了压制过程中炸药颗粒变形、受力和温度变化情况。结果表明：药粒在压缩中存在运动和变形两个阶段。在药粒运动阶段,应力集中主要出现在颗粒与约束面的接触部分;药粒进入了塑性变形后,药粒内部压力迅速升高且压力趋于一致。压缩过程中药粒温度升高,药床接近密实状态时,药床中心处药粒温度最高。     

循环流化床内颗粒团运动的数值模拟

本文引入聚合力来表征稠密气固两相流动中颗粒所受到的团聚效应,井将颗粒团视为床内的离散相,建立了颗粒团的碰撞、形成及破碎模型。用此模型对循环流化床的两相流动进行数值模拟,得到了较详细的床内流动特性。计算结果表明,用本文的模型和算法模拟工程意义上的循环流化床内的两相流动是可行的。     

非定常跨音速流显式与隐式数值分析方法的比较研究

分别运用显式有限体积法与隐式LU-NND方法在同一网格与相同参数条件下对NACA0012翼型跨音速振荡绕流进行了数值分析。并就两种方法的计算结果、计算效率、对计算机内存的要求以及对网格质量的敏感性等做了对比研究。     

二维翼型跨音速绕流的数值模拟

本文结合高精度TVD格式的数值通量和时间进展多步法给出了一种求解定常流问题的数值方法。同时给出一些特殊处理来加快数值解的收敛速度。本文用以上方法计算了翼型跨音速绕流问题,结果表明此方法具有分辨率高,收敛速度较快之性质。     

跨音速转子叶顶泄漏流/主流交界面的前移机制

采用数值计算和实验研究相结合的方法,研究了跨音速转子叶顶泄漏流与主流交界面轴向位置随流量的变化规律和机制.该跨音转子是美国圣母大学一级半跨音速压气机转子.研究发现机匣壁面脉线分布能够定性反映壁面轴向剪切应力分布,可用来识别叶顶泄漏流与主流的交界面位置.通过机匣壁面的脉线分布,可以看出机匣壁面存在两条零剪切应力线.第一条...     

突扩圆管内液-固两相流固体颗粒运动特性的DPM数值模拟

采用考虑颗粒碰撞的欧拉一拉格朗日数值模拟方法(DPM),对水平突扩圆管中液固两相流固体颗粒的碰撞过程进行了数值计算.在模型中,对液相采用欧拉法建立控制方程,对离散颗粒采用拉格朗日方法模拟.采用硬球模型描述颗粒间的碰撞作用.计算结果表明,该模型可以真实地模拟液固两相流中固体颗粒运动的动态变化过程以及颗粒的非均匀分布特征,从单颗粒层次上提供颗粒的运动信息,这有助于深入研究液固两相流中固体颗粒的运动规律.     

气水两相流多传感器信息提取与流动状态监测

气水两相流流动状态复杂多变,其流动过程的准确描述有助于两相流问题的深入研究与实际生产过程的安全运行。为实现气水两相流流动状态的识别与监测,采用局部费舍尔判别分析方法提取气水两相流多传感器数据的特征信息,最大程度地区分不同流动状态间的差异。通过构建流动状态判别矩阵计算判别函数,实现流动状态的准确识别及过渡流动过程的有效监测。     

A pressure-based algorithm for multi-phase flow at all speeds

A new finite volume-based numerical algorithm for predicting incompressible and compressible multi-phase flow phenomena is presented. The technique is equally applicable in the subsonic, transonic, and supersonic regimes. The method is formulated on a non-orthogonal coordinate system in collocated primitive variables. Pressure is selected as a dependent variable in preference to density because changes in pressure are significant at all speeds as opposed to variations in density, which become very small at low Mach numbers. The pressure equation is derived from overall mass conservation. The performance of the new method is assessed by solving the following two-dimensional two-phase flow problems: (i) incompressible turbulent bubbly flow in a pipe, (ii) incompressible turbulent air–particle flow in a pipe, (iii) compressible dilute gas–solid flow over a flat plate, and (iv) compressible dusty flow in a converging diverging nozzle. Predictions are shown to be in excellent agreement with published numerical and/or experimental data.     

轴流叶轮机械三维非定常粘性流动数值分析

１前言叶轮机内部流动的数值计算方法一般都是基于转子与静子结构相互无关的定常流动假设,这种假设实际上是认为转子叶排与静子叶排相距足够远,以至于相互之间互不干扰。事实上,叶轮机中的非定常性是其固有的,转子叶排与静子叶排相距很近,转子叶排的高速旋转、上游叶...     

一先进跨音速离心压气机叶轮内部粘性流动数值模拟

随着计算机和计算技术的发展，三元粘性数值计算被广泛地应用于叶轮机械内部流场分析，本文使用三元Ｎ－Ｓ方程对这一先进跨音速离心压气机叶轮内部流场进行数值模拟，一是对这一成功设计进行分析验证。二是使用数值方法进行内部流场细节的模拟掌握其内部粘性流动特点，为今后设计和改进高压比跨音速离心压气机提供经验。     

二维网格生成技术及其应用

本文采用解析变换生成二维贴体、正交网格。对变换的精度及对流场解的影响以及如何对网格生成进行控制、形成与流场参数变化相适应的网格分布等问题以NACA0012翼型为例进行了深入地探讨,并成功地应用于欧拉方程数值解。     

Transonic flow control by means of local energy deposition

Experimental data for the feasibility of transonic flow control by means of energy deposition are generalized. Energy supplied to the immediate vicinity of a body in stream before a compression shock is found to result in the nonlinear interaction of introduced disturbances with the shock and the surface in zones extended along the surface. A new, explosive gasdynamic mechanism behind the shift of the compression shock is discovered. It is shown that the nonlinear character of the interaction may considerably decrease the wave resistance of, e.g., transonic airfoils. It is found that energy supply from without stabilizes a transonic flow about an airfoil—the effect similar to the Khristianovich stabilization effect. The dependence of the energy deposition optimal frequency on the energy source parameters and Mach number of the incoming flow at which the resistance drops to the greatest extent is obtained. The influence of the real thermodynamic properties and viscosity of air is studied.     

叶型中弧线的最大弯度位置对跨音速压气机叶片性能影响的研究

本文研究与分析了叶型中弧线的最大弯度位置对跨音速压气机叶片气动性能的影响。采取了注重流动机理的优化方法,对本文算例的风扇叶片进行了优化,改进后所得的叶片的效率比原设计有了较大的提高。     

用多重网格技术求解平面叶栅跨音绕流

1982年以来,Ni、Davis等人发展了一种与多重网格技术相结合的时间相关有限体积积分方法,这是一个快速求定常解的显式推进方法。本文采用这种方法计算平面叶栅跨音绕流,阐明了Ni-Davis格式的基本思想和处理原则,在物面边界近似处理上本文作了适当改进,为适当选取人工粘性项提出了具体平滑公式,又根据数值试验对多重网格技术提出了改进算法。两个跨音叶栅绕流算例表明,数值结果的精度和计算效率是令人满意的,可以满足航空发动机气动设计的需要。在IBM 4341计算机上,求解一个65×17网格上的跨音流场大约需CPU时间15分钟,使用四层网格技术后可节省CPU时间50%到60%。     

Magnetohydrodynamic mechanism for pedestal formation

Time-dependent two-dimensional magnetohydrodynamic simulations are carried out for tokamak plasmas with edge poloidal flow. Differently from conventional equilibrium theory, a density pedestal all around the edge is obtained when the poloidal velocity exceeds the poloidal sound speed. The outboard pedestal is induced by the transonic discontinuity, the inboard one by mass redistribution. The density pedestal follows the formation of a highly sheared flow at the transonic surface. These results may be relevant to the L-H transition and pedestal formation in high performance tokamak plasmas.     

紊流跨声速绕流的数值模拟

本文采用Baldwin-Lomax代数紊流模型,利用LU-ADI方法数值模拟了跨声速范围内紊流绕二元翼型的流动特性。通过数值实验证明本文所使用的方法求解跨声速绕流问题是成功的,它能给出同实验吻合较好的数值解。