多重网格方法在通风空调气流数值模拟中的应用

多重网格方法（ＭＧＭ）具有较快的收敛速度．本文讨论了全近似完全的多重网格方法（ＦＡＳ－ＦＭＧ）在三维室内气流数值模拟中的应用．通过对计算实例的结果分析,表明它的收敛速度比单层网格迭代法提高了３～４倍,并明显地改善了收敛过程的稳定性．     

空调列车室内三维紊流流动与传热的数值模拟

采用三维紊流模型，应用有限单元法计算了空调列车（硬座车）室内气固耦合传热问题，对空调列车室内气流组织，主要是速度场和温度场进行了数值模拟，研究了送风方式和送风速度对空调列车室内流场的影响，以及送风温度对空调列车内温度场的影响，为空调列车室内气流组织优化设计及舒适性研究提供了依据。     

非轴对称速度分布简化模型及其在电磁流量计数值计算中的应用

本文提出一种能够近似地描述圆管内湍流速度分布的简化模型,并以此为基础,对于非轴对称流速分布对电磁流量计输出信号的影响进行了数值计算。计算结果与仪表实际使用中所反映出来的情况基本吻合。因此,本文的研究结果不仅有一定的理论意义,而且对于电磁流量计的安装、校准以及结构设计具有实用参考价值。     

通度系数法在紊流模型中的应用

本文在有限体积法和ＳＩＭＰＬＥ算法中引入通度系数的概念，处理计算区域的不规则边界问题，并把通度系数的概念引入到к－ε紊流模型中，推导了考虑通度系数的二维有限体积法的数值离散格式。计算了本坝绕流及岔管水流两个工程实例。计算结果能真实地模拟丁坝流及岔管水流的流动选择，同时表明通度系数法处理各类不规则边界问题是行之有效的，可以补救有限差分法和有限体积法处理不规则问题的缺陷。     

非均相流模型在气液两相流动计算中的应用及评价

为评价非均相流模型在气液两相流动计算中的应用,分别采用均相与非均相多相流模型,对方腔通气和平板通气模型的气液两相流动进行了数值计算,并与实验结果进行了对比. 结果表明:相比均相流模型,非均相流模型能较准确计算气相的受力,预测气相的非定常流动过程,所得结果能较精确捕捉方腔中气泡束的周期性摆动和平板上方气泡的周期性断裂、上漂现象;非均相流模型能较好地预测速度场分布,同时能更好地预测压力场的非定常性变化.      

运用κ-ε模型模拟计算膜管内的二维湍流流动

运用κ-ε模型成功地建立了适用于微滤、超滤管式膜湍流流动的数学模型。对所建数学模型进行离散化处理，壁面条件采用了壁面函数法，在此基础上编制了模拟计算程序。用该模型模拟计算了不同渗透通量下管内二维速度分布和压强分布，模型的可行性和可靠性获得了验证。模型的建立为模拟计算膜管内的传质分离过程和预测通量奠定了基础。     

大涡模拟理论及其应用综述

对大涡模拟(Large Eddy Simulation-LES)理论的发展过程、基本理论及其应用现状和前景进行了系统的论述,并概要地介绍了运用LES理论,数值模拟方柱绕流的流动分离现象和动量射流与线性波相互作用的数值模拟成果,表明了LES理论对紊流细部结构具有较强的数值模拟能力。可望用以解决大量的工程实际问题。     

二维N-S方程的有限分析数值解

本文导出了以涡量-流函数表示的二维恒定Navier-Stokes(N-S)方程的有限分析解,并对原有的线性化N-S方程的局部解析解进行了改进,所得的解在四个角点上满足相容性条件.对放大比为2.2:1, 2.0:1, 1.8:1, 6:1的平面突然放大问题,采用边长为0.2的正方形网格,求得了有限分析法的数值解,并研究了对称区域的不对称流问题.根据计算结果,给出了几组拟合经验公式,即平面对称放大后的旋涡长度、中心线流速的衰减变化及过渡段长度公式等.     

信息熵在喷雾液滴尺寸分布计算中的应用

将信息熵理论应用于喷雾油束液滴尺寸分布的研究中，提出了在两个约束条件下的液滴尺寸分布函数式，该式不是依赖于特定试验条件的经验公式，与广泛应用的分布函数相比具有许多相似和不同之处，较好地反映了实测的液滴尺寸分布变化趋势。     

浸没循环撞击流反应器的流场数值模拟

利用通用有限元分析软件ANSYS中的计算流体动力学模块(FLOTRANCFD),对浸没循环撞击流反应器(简称SCISR)的流场进行了模拟和分析·计算结果表明,SCISR流场中各参数关于撞击面完全对称;导流筒上下两侧及撞击区内仍然有死区存在,可以通过增加雷诺数来减小·在撞击区内速度等值线比较密集,即这个区速度梯度比较大,这对于促进湍动混合非常有利·最后,应用计算机压力采集装置对流场进行了压力测试,并与模拟结果进行了比较·     

管道粉尘气流的紊流方程组及其在环境治理中的应用

阐述管道气－固两相流的紊流方程组,包括雷诺方程和κ－ε方程的双流体模型．讨论粉尘气流的密度、质量流率和粘性的计算．描述紊流模型参数的测量和研究紊流数学方程组的简化计算．最后给出管道除尘系统在环境治理工程中的应用实例．     

通风空调送风管段内三维流动的数值模拟

通风空调系统中送风口出流特性是影响室内气流组织的重要因素．在用数值模拟方法预测室内气流组织时,通常将送风口处的气流速度分布简化为均匀分布,而实际的通风空调系统,送风口前常接有弯头、三通、变径等部件,送风口出流可能存在不均匀、通过对送风管段内三维流动的数值模拟,分析送风口处的气流分布情况．数值模拟结果表明各送风口处流速分布存在不同程度的不均匀现象,如果进行室内气流组织的数值计算时,仍按均匀分布进口边界条件给定,则将会产生较大的误差。     

室内空气流动的直接数值模拟

应用直接数值模拟(DNS)技术,采用高分辨率的网格,计算了一个三维非定常的室内通风流场.对比激光多普勒仪器的测量数据,DNS显示了优异的预测能力,特别是准确地捕捉速度峰值的能力.其计算结果能够详细地描述出室内空气湍流流动的演变和细微的漩涡结构,为设计室内通风环境和研究室内污染物扩散传输提供了强有力的工具.     

用低雷诺数NH模型模拟室内混合对流气流组织

利用标准两方程模型、低雷诺数NH模型,分别对室内空气流动换热的速度场、温度场、湍动能场进行了模拟,将计算结果与实验结果进行了对比分析.研究表明,低雷诺数NH模型能对室内空气流动换热的速度场、温度场、湍动能场进行较好的数值模拟,标准两方程模型的模拟的准确性较差.     

湍流模型和壁面函数对室内空气流动数值模拟的影响

以室内有隔板的低雷诺数空气流动模型的试验数据为依据,利用ANSYS Fluent软件,比较了4种湍流统计模型(标准k-ε模型、可实现k-ε模型、重整化群k-ε模型和SST k-ω模型)及4种壁面函数(标准壁面函数、可伸缩壁面函数、非平衡壁面函数和增强型壁面函数)对室内空气时均流场的预测能力.结果表明,重整化群k-ε模型的预测效果相对最佳,但4种湍流模型的预测能力差别不显著,预测值与试验值均吻合较好.对于中等疏密度网格,标准壁面函数对网格和流动的适应性最好,预测能力最佳,而其他3种壁面函数的处理能力一般.     

高大空间气流组织的研究

分析采用模型试验和数值计算的方法对高大空间气流组织的两类典型问题进行了研究。     

客车空调气流组织的改进及模拟分析

对客车空调回风系统进行了改进，首次提出将回风口由中间一个改为前后2个，并用κ-ε两方程紊流模型和壁面函数法建立了相关的气流组织计算模型，对改进前后车内的温度分布情况作了数值模拟和分析比较．结果表明：改进后的回风系统使车内的气流组织以及温度分布情况得到明显改善，前后两端的温度显著下降(约降低2K)，中部温度略有上升；在送风温度同为289．15K时，车内平均温度较改进前降低约0．5K，且乘客头部与足部区域之间的温差较改进前也有所降低．因此，对于改进前后同样的车内温度，改进后可以提高送风温度，从而降低系统能耗，还能够满足更大区域内乘客的舒适性要求。     

空调室外机气动噪声的数值分析

采用雷诺平均数值模拟方法对空调室外机内部的三维黏性非定常流动进行了计算,获取了用于噪声分析的气动声源。在此基础上,依据Lowson方程对脉动压力产生的气动声场进行了仿真,预测了空调室外机各部位气动声源对声场的贡献,并对锯齿轴流风叶的降噪效果进行了分析。为了识别偶极子声源,对固体壁面处的静压脉动进行了分析。结果表明:静压脉动的相位一致是采用偶极子声源强度进行声源识别的前提条件。室外机噪声数值预测结果与试验在定性上吻合较好,说明噪声数值分析方法具有良好的工程应用价值。     

机舱通风口冲击射流湍流特征分析及验证

以机舱个性化通风口为背景,对自由射流加壁面冲击射流,采用几种湍流模型数值分析了10倍冲击高度、雷诺数为9,000的气流遇到冲击板后湍流脉动、流动转折等流动特征.探讨了湍流模型对冲击射流关键位置平均速度、脉动速度以及雷诺应力等流动参数特征的模拟能力,通过与实验测量结果的对比,确定了湍流模型在冲击射流中的适用性和局限性.综合来看,Relizable k-ε模型可以得到与实验值较好的符合度,但在近壁面区域会略有偏差.分析结果认为将RANS和LES组合将是开展实际机舱内通风口射流研究的最佳策略.     

喷气纺喷嘴中气流流动的数值计算

采用2-D模型对喷气纺喷嘴中的气流流动进行数值计算，并与其他研究者的实验研究结果进行了分析比较。根据计算结果描述了喷嘴中气流流动特征，重点分析了参数对气流流动特征以及成纱性能的影响。