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利用计算流体动力学方法对单级空气炮碰撞实验台的发射过程进行了数值仿真,所得碰撞车发射速度与实验结果吻合。在此基础上,对碰撞车发射过程的流场变化、车体前后压力以及储气罐压力变化进行分析。结果表明,泄漏气体先于碰撞车充满整个发射空间,形成初始流场,使得车前压力出现正负交替现象,但其数值较小,对车体加速过程的影响可以忽略。当碰撞车进入泄压段后,受冲击射流作用,碰撞车仍处于加速状态,且速度增量约为2 m/s。
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自由活塞压缩管ALE方法数值模拟 总被引:1,自引:0,他引:1
当前国际上实现高焓气体流动的实验手段之一是自由活塞驱动类脉冲设备,包括自由活塞激波风洞和自由活塞膨胀管.采用自由活塞压缩管作为激波风洞和膨胀管的驱动段时,其驱动能力在很大程度上决定了该类设备的性能.本文采用计算流体力学中任意拉格朗日——欧拉方法(arbitrary Lagrangian Eulerian)数值模拟了压缩管内部的自由活塞运动和气体流动特征.采用移动网格技术来适应活塞运动边界,耦合求解网格运动和气体流动过程,并通过双时间步长方法进行流体运动的时间积分.为了满足几何守恒律(geometric conservation law),对移动网格的法向矢量和表面面积计算进行了修正.不同时刻的活塞位置试验测量结果及欧拉方法预测结果,以及基于简单波理论获得的运动活塞底部气体压力、活塞速度与活塞位置都与当前的ALE方法十分一致.该工作为下一步数值模拟自由活塞激波风洞和自由活塞膨胀管中包括压缩管、激波管和喷管等不同部位的耦合流动提供了基础. 相似文献
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应用两方程模式和 SIMPLER 算法对含活塞的管内复杂湍流进行了数值模拟.活塞直径和外管内径之比为0.8,雷诺数为6.05×10~4.数值模拟得到了三个回流区.下游回流的分离-再附长度是活塞直径的1.5倍.间隙段存在流速超越现象,但不存在后台阶流动计算中的核心区现象.文中给出了数值模拟的详细成果. 相似文献
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建立了用于模拟入射激波后可燃粉尘颗粒点火的一维非定常两相化学反应流模型,该模型考虑了气固两相间的相互作用、粉尘颗粒的加速、加热和化学反应。粉尘颗粒着火前的化学反应用发生在颗粒外表面和内孔表面的非均相反应描述,颗粒内部的温度变化用一含有化学反应源项的非稳态热传导方程来描述,以颗粒外表面温度的突跃上升作为可燃粉尘颗粒点燃的着火条件。我们用该模型和PSIC方法,对由中等强度激波从纯气相传入煤粉-氧气混合物而引起的非定常两相流动现象,包括气固两相间的相互作用、粉尘颗粒的加速、加热以及点火过程进行了数值研究,计算了对应于不同载荷比、马赫数为4~5的入射激波后煤尘颗粒的点火延迟时间,分析了由于可燃粉尘颗粒的存在,入射激波及波后气固两相流动参数的变化规律。数值计算结果与实验数据符合较好。文中建立的模型和所用的基于PSIC算法的数值方法,用最自然的方式描述气固两相流动,即用连续流模型(欧拉方程)描述输运相(气相)的流动,用轨道颗粒模型(拉格朗日方程)描述分散相(颗粒相)的运动。用这种方法模拟含尘介质中激波后颗粒的点火是很有效的,它可以清楚地确定哪一个颗粒群最先着火,它的初始位置以及在整个点火延迟时间内 相似文献
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针对一种新型螺旋内槽管,采用先进的计算流体力学(CFD)数值模拟方法,对管内的气(天然气)-液(水)-固(水合物)三相流流动特性进行了模拟研究。模型采用欧拉-欧拉-欧拉三流体模型结合颗粒动力学的理论,考察了不同的表观速度(0.3 m/s,0.5 m/s,0.7 m/s),水合物粒径(500 μm,750 μm,1000 μm),气泡大小(10 μm,100 μm,1000 μm),螺距(400 mm,800 mm),螺纹头数(12,20)及螺纹旋向对于管内三相流动特性的影响。通过数值计算,由于气液固三相间的密度差,在螺旋内槽的作用下,水合物和天然气在管中心位置聚集,同时管壁处的含量减小。流体表观流速和气泡越大,壁面处的水合物和天然气的体积分数越小;由于天然气的密度小于水合物和水的密度,天然气更多集中在管中心,越靠近管壁含量越少;颗粒的粒径越大,壁面处的水合物含量越少,而对于天然气的分布则影响不大;螺距越小,螺纹头数越多,螺旋流强度越大,气液固三相分离效果越好,壁面处的水合物和天然气的含量越小;同时,螺纹旋向的改变对于三相的分离效果影响较小。 相似文献
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分离流动数值模拟的几个问题 总被引:1,自引:0,他引:1
介绍了分离流动现象.给出了三维定常粘性流动分离识别准则,研究了分离流动的性态.给出了应用于分离流动的六种模型及有关的控制方程.讨论了求解NS方程的数值方法和数值模拟的前景.特别研究了应用于分离流动的Eulcr方程的数值模拟问题. 相似文献
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大长径比点火管高密实火药床点传火过程两相流的数值模拟 总被引:1,自引:0,他引:1
设计了某中心点火管,完成了该点火管的点传火实验,针对该点火管长径比大、装填密度高的特点,建立了点火管内气固两相流动和燃烧过程的一维两相流模型,并进行了数值模拟。计算结果与实验结果良好符合,说明计算模型能够准确描述点火管内的实际物理化学过程,计算程序参数取值合理,该计算程序可为此类点火管各种结构尺寸及装填条件下的点传火性能分析及优化计算提供充分的理论依据和方法。并且,根据计算结果初步分析了该结构及装填条件下点火管的点传火性能,为下阶段工程优化设计提供参考 相似文献
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氢氧混合气体爆轰波的真实化学反应模型数值模拟 总被引:3,自引:0,他引:3
采用高精度的ENO格式和基于基元化学反应的真实化学反应模型求解氢氧混合气体一维爆轰波的精细结构。采用直接起爆方法得到稳定传播的爆轰波 ,计算的爆轰波阵面参数和实验相当符合。对爆轰波反应区化学反应的研究表明 ,参与反应的不同组分具有不同类型的变化特征。网格尺寸影响的研究表明 ,计算结果的精度随着网格尺寸的增加而增加 ,并能保持较好的收敛性。移动网格研究结果表明 ,网格运动速度和爆轰速度接近时 ,两者的相互作用对计算结果产生一定影响。 相似文献
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为了克服原始虚拟流方法(ghost fluid method,GFM)在处理激波与大密度比流体-流体(气-水)界面相互作用时遇到的困难,采用真实虚拟流法(real ghost fluid method,RGFM)处理流体界面附近的虚拟点,结合HLLC(Harten-Lax-Van Leer with contact discontinuities)格式求解Euler方程,采用五阶WENO(weighted essentially nonoscillatory)格式求解level set输运方程。通过一维和二维算例的物质界面捕捉研究,证明RGFM在处理小密度比界面问题时优于GFM,同时RGFM还可用于求解激波与大密度比物质界面相互作用问题。计算表明,将RGFM引入到本文算法中,可精确捕捉到激波与界面(气-气、气-水界面)相互作用的变化细节,包括大密度比界面的剧烈变形和破碎,并具有较高的计算分辨率。 相似文献
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提出了一种新的四风口混合送风形式,并采用计算流体力学(CFD)对其送风效果进行评估。首先利用真实MD-82飞机实验平台的气流实验数据对所采用的非定常RNG k-ε模型进行了验证;然后针对某机型座舱的热天地面工况,用上述验证后的CFD模型分别对这种新的四风口送风形式及现行的两风口、三风口混合送风形式进行了数值仿真;最后对这三种送风形式营造的客舱环境从速度、温度、局部热舒适度等角度进行了分析比较。结果表明:非定常RNG k-ε模型能够准确合理地预测客机座舱内的空气流动;两风口送风形式在乘客周围形成较大风速,脚部吹风感达15%;三风口送风形式下走廊风速达到0.5m/s,会引起工作人员的热不舒适;而新的四风口送风形式在乘客周围大部分区域的风速低于0.1 m/s,垂直温差引起的不满意率(PD)平均值约为0.5%,吹风感引起的不满意率(DR)在身体周围大部分区域低于5%,其舒适度是三种送风形式中最优的,适合在客机上使用。 相似文献
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采用流固耦合方法对跨音速颤振进行了数值模拟。流体方面在非结构网格上用有限体积方法求解了Euler方程;结构方面则求解了后掠机翼典型剖面的结构模态方程。时间推进采用双时间步长:对每一真实时间步,都通过基于聚合多重网格方法的伪时间步推进,对流体和结构方程交替迭代.得到一个稳态的流固耦合的解。文章最后给出了NACA64A010翼型剖面的跨音速颤振边界.与相关文献的计算结果符合良好。 相似文献
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连铸过程结晶器内卷渣过程是冶金流体力学课程教学中的重点和难点,在课堂讲授过程中学生难以掌握复杂的流体理论知识。结合四川省钒钛资源重点实验室现有的冶金过程结晶器模拟装置,通过在冶金流体力学课教学中引入结晶器内卷渣实验和数值模拟,让学生观察到结晶器内钢液流动,激发学生学习兴趣,改善教学效果。通过实验过程、理论知识及数值模拟分析,满足冶金流体力学课程的教学需求。 相似文献
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连铸过程结晶器内卷渣过程是冶金流体力学课程教学中的重点和难点,在课堂讲授过程中学生难以掌握复杂的流体理论知识。结合四川省钒钛资源重点实验室现有的冶金过程结晶器模拟装置,通过在冶金流体力学课教学中引入结晶器内卷渣实验和数值模拟,让学生观察到结晶器内钢液流动,激发学生学习兴趣,改善教学效果。通过实验过程、理论知识及数值模拟分析,满足冶金流体力学课程的教学需求。 相似文献