环形通道内湍流旋流流动的数值模拟

本文应用一种考虑湍流－旋流相互作用及湍流脉动各向异性的新的代数Ｒｅｙｎｏｌｄｓ应力模型,对环形通道内的湍流旋流流动进行了数值模拟,研究了改主为旋流流数,进口轴向速度及半径比等参数对环形通道内湍流流动的影响,以及对强化环形通道内传热的作用。     

不同参数下环形通道内湍流旋流流动的模拟

应用一种合理考虑湍流一旋流相互作用及湍流脉动各向异性的新的代数ＲｅｙｎｏｌｄＳ应力模型,对环形通道内的湍流旋流流动进行了数值模拟．研究了旋流数、进口轴向速度和内外半径比等参数对环形通道内湍流旋流流动的影响,以及由此产生的流场变化对强化环形通道内传热的作用．     

钝锥三维粘性绕流背风面分离的数值模拟

本文将作者在文献[1]中提出的方法推广应用于求解三维可压缩 N-S 方程和简化 N-S 方程,并对近似因式分解法应用于三维问题的稳定性进行了分析。指出,对二维问题原无条件稳定的格式,经近似因式分解后仍是无条件稳定的;对于三维问题,原无条件稳定的格式经普通近似因式分解后所得到的格式可能是不稳定的或条件稳定的。利用系数矩阵分裂法所得到的近似因式分解格式可仍是无条件稳定的,只要适当加大分裂后的系数反差即可。 文中给出了钝锥超音速三维粘性绕流结果。得到了背风面分离的流动图像,物面压力值与实验值吻合。     

湍流燃烧数值模拟研究的综述

对湍流燃烧数值模拟的研究进行了综合评述,其中涉及直接数值模拟（ＤＮＳ）、大涡模拟（ＬＥＳ）、随机涡模拟、概率密度函数输运方程模拟、条件矩模型、简化概率密度函数模型、关联矩模型以及基于简单物理概念的一些唯象模型等几个重要方面．对全面了解湍流燃烧数值模拟的研究现状及前景提出了看法．     

激波和湍流相互作用的数值模拟

本文综述了关于激波和湍流相互作用数值模拟的近期研究进展, 主要包括激波和均匀各向同性湍流、激波和湍流边界层、激波和射流以及激波和尾迹的相互作用. 激波和湍流相互作用特性受到诸多因素的影响,如激波的强度、位置、形状和流动边界以及来流的湍流状态和可压缩性等. 激波和湍流的相互作用会引起流场结构、激波特性和湍流统计特性的显著变化. 最后简要讨论了激波和湍流相互作用数值研究需要关注的一些问题.      

内燃机气缸内湍流流动的数值模拟

本文基于快速压缩假设,对不可压流的标准κ-ε的双方程湍流模型进行了压缩性修正。8方程增添了两项,其系数C_3,C_4的取值根据压缩方式的空间维数确定。同时引入Richardcon来修正系数C_2,以考虑旋流影响。将此模型应用于内燃机气缸内压缩过程。计算结果表明,本模型能预测湍流参数,特别是湍流尺度的变化规律并与实验基本吻合。     

半封闭狭缝湍流冲击射流的数值模拟

将Yakhot和Orszag提出的RNGk-ε模型推广应用于半封闭狭缝冲击射流场的数值模拟，以评价该模型对这种复杂湍流的预测能力。将计算得到的流场平均速度分布、湍流强度分布和流函数分布与标准k—ε模型的预测结果以及相应的实验数据进行了比较，结果表明：RNGk—ε模型的预测结果总体上要好于标准k—ε模型，但与实验值相比，所有预测结果都还存在不同程度的误差，尤其是近壁区和滞止点较远下游处的湍流强度分布。说明RNG模型虽然已在某些湍流的预测中取得了一定的成功，但要定量准确地预测冲击射流场，还必须针对其流动特征对模型加以改进。     

RNGк—ε模式在工程湍流数值计算中的应用

自Yakhot和Orszag提出RNGк-ε湍流模式以来，很多学者对其进行了修正和发展。并将其应用于某些实际湍流问题的数值模拟。取得了一些与实验近似一致的结果。本文主要从工程湍流计算的角度出发。结合作者的部分研究工作。对近年来RNGк-ε模式在湍流流动数值研究中的应用现状及进展情况进行了总结，指出了该模式存在的问题，并对其应用前景进行了展望。     

湍流边界层中固体颗粒运动的数值模拟

根据Ｌａｇｒａｎｇｅ颗粒运动微分方程及不可压缩湍流边界层中流体的壁面速度分布规律，数值求解了颗粒在湍流边界层中的运动，考虑了Ｓａｆｆｍａｎ升为对颗粒运动的影响，壁面对运动阻力的影响，给出了固体颗粒沉积边壁，在边界层外缘上所需的最小速度和最小入射角，计算结果还表明边界层对固体颗粒撞击边壁的速度和入射角有较大影响，从数值结果可可以发现一个重要现象。     

变螺旋角方法离心风机蜗壳型线数值优化

基于变螺旋角蜗壳型线设计方法,通过大涡模拟(LES)计算风机内部的非定常流场,利用二次回归正交试验设计法,对某离心风机的蜗壳型线进行数值优化以降低风机的A声级。优化时以蜗壳型线起始和终了位置的螺旋角为设计变量,以非定常流场计算得出的时均效率和A声级为目标函数,通过优化得到使风机气动噪声最低的最佳螺旋角分布,进而得到最佳蜗壳型线。利用数值模拟对优化结果进行了验证,验证结果表明:优化之后,时均效率降低了0.07%,A声级降低了4.04dB,时均效率和A声级相对于原风机分别降低了0.09%和4.51%;本次二次回归正交试验优化具有较高的预测精度,与CFD数值验证得出的时均效率和A声级的相对误差分别为0.01%和0.53%。     

Direct Numerical Simulation of Transitional Turbulent Flow in a Closed Rotor-Stator Cavity

The transitional turbulent regime in confined flow between a rotating and a stationary disc is studied using direct numerical simulation. Besides its fundamental importance as a three-dimensional prototype flow, such flows frequently arise in many industrial devices, especially in turbomachinary applications. The present contribution extends the DNS simulation into the turbulent flow regime, to a rotational Reynolds number Re =3 × 10⁵. An annular rotor-stator cavity of radial extension ΔR and height H, is considered with L = 4.72(L = ΔR/H) and Rm = 2.33 (Rm = (R ₁+ R ₀)/ΔR). The direct numerical simulation is performed by integrating the time-dependent Navier–Stokes equations until a statistically steady state is reached. A three-dimensional spectral method is used with the aim of providing both very accurate instantaneous fields and reliable statistical data. The instantaneous quantities are analysed in order to enhance our knowledge of the physics of turbulent rotating flows. Also, the results have been averaged so as to provide target turbulence data for any subsequent modelling attempts at reproducing the flow. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

Numerical Simulation of a Turbulent Flow in a Channel with Surface Mounted Cubes

In this paper we report on a fourth-order, spectro-consistent simulation of a complex turbulent flow. A spatial discretization of a convection-diffusion equation is termed spectro-consistent if the spectral properties of the convective and diffusive operators are preserved, i.e. convection skew-symmetric; diffusion symmetric positive definite. We consider a fully developed flow in a channel, where a matrix of cubes is placed at a wall of the channel. The Reynolds number (based on the channel width and the mean bulk velocity) is equal to Re = 13,000. The three-dimensional flow around the surface mounted cubes has served at a test case at the 6th ERCOFTAC/IAHR/COST workshop on refined flow modeling (Delft, June 1997). Here, mean velocity profiles as well as Reynolds stresses at various locations in the channel have been computed without using any turbulence models. The results agree well with the available experimental data.     

离心泵叶轮内密相液固两相湍流的数值模拟

利用作者建立的描述密相液固两相湍流的 KET模型和推导的基本控制方程组 ,在处理壁面边界条件时考虑了颗粒和叶片的相互碰撞作用 ,对离心泵叶轮内密相液固两相流动进行了数值模拟 ,得到了泵叶轮内两相流动的一些规律 ,为液固两相流泵的设计提供了一定的理论依据。     

高速列车紊态外流场的数值模拟研究

高速列车是近地运行的细长、庞大物体,它的空气绕流问题有其特殊性,本文以不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程和k-ε两方程紊流模型为基础,采用有限元方法求解了高速列车三维紊态外流场,针对有限元法应用于流场计算时常出现的问题,采用分离式解法,非对称矩阵一维变带宽压缩存储及带宽极小化等方法,最大限度地降低计算存储量;并采用罚函数法,集中质量矩阵,缩减积分法,带参数迭代法以及 引入松弛因子等技术,提出了一套用有限元法计算非线性问题的求解方法,提高了收敛速度的计算严谨,计算方法和计算结果对列车空气动力学的深入研究有一定的帮助。     

小型高速离心压气机级内部的三维流场分析

利用三维数值模拟技术对微型燃气轮机中的离心压气机部分进行了数值分析,得到了离心压气机设计转速下的级特性曲线和各通流部件中的流动情况。数值分析表明:设计转速下压气机的级特性非常陡峭;整个特性线范围内离心叶轮基本在亚音速情况下工作,而径向扩压器是在跨音速条件下工作,离心压气机整机的最大流量是由径向扩压器的喉部面积决定的;离心压气机级内部各通流部件之间流动的相互干扰是引起流动分离的重要原因,各通流部件之间流动的相互匹配和协调将决定了离心压气机整机的性能和稳定性。     

薄板坯连铸结晶器中钢液三维流动的数值模拟

采用高 Re数的紊流 K- ε两方程模型 ,且结合壁面函数法对薄板坯连铸结晶器中钢液的紊流流动进行了有限元数值模拟。在数值模拟中 ,考虑了凝固壳厚度分布对流场的影响。在掌握了结晶器内紊流粘性系数分布规律的基础上 ,将流动域在空间进行了分区 ,采用分区选定有效粘性系数的当量层流模型数值模拟了三维紊流流动 ,结果表明 ,当量层流模型可有效的获得与原紊流时均场基本一致的结果 ,但计算效率显著提高 ,为今后工程上计算薄板坯结晶器中的三维流动和考虑流动影响的凝固过程分析提供了实用的方法 ,计算结果也有助于人们对薄板坯连铸结晶器中钢液三维紊流流动特点和与流动有关的板坯质量等问题的理解     

离心风机叶片型线的一种二维逆命题简便设计方法

由于加工工艺和生产成本等因素的影响，离心风机中至今仍普遍采用二维叶片。本文方法通过控制叶轮内相对速度Ｗ沿平均流线ｍ的分布（Ｗ－ｍ分布），使气流相对速度在流动过程中按照设计要求的规律均匀变化，在叶轮回转面上设计出前向或后向叶片型线。为提高设计质量，可将叶轮子午面盘盖型线的设计与回转面上叶片型线的设计联系起来，使二者共同满足控制Ｗ－ｍ分布的需要。设计过程中可同时计算出叶片负荷供修改Ｗ－ｍ分布时参考。本     

离心通风机蜗壳内部三维流动的测量和分析

利用五孔探针对离心通风机大宽度矩形截面蜗壳内部的三维流动进行了详细的测量 ,给出了蜗壳螺旋通道部分八个横截面内比较清晰的时均速度、静压和总压的分布图形 ,反映了二次旋涡的形成与发展、通流方向的扩压流动和叶轮轮盖外侧蜗壳空腔下部流动的变化、蜗舌附近的气流冲击和内泄漏现象等 ,并对这种蜗壳存在的主要损失进行了初步分类。     

离心泵叶轮内宾汉流体湍流流场的数值计算

考虑宾汉流体本构关系特点,建立了任意曲线坐标系（ζ,η）下宾汉流体湍流流动的基本方程,应用压力加权校正算法,实现了速度场和压力场的关联,采用交错网格技术,解决了非物理压力振荡问题,在此基础上,对离心泵叶轮内回转面上宾汉流体湍流流动进行了数值模拟,并分析探讨了离心泵叶轮内宾汉流体湍流流动机理。     

气固两相流离心风机叶片载荷特性的研究

本文利用气－固两相流单相耦合和简化的双相耦合模型,计算了离心风机四种典型荷规律叶片的磨损与积尘特性,考察了叶片的加载规律与其磨损部位,磨损量和积尘趋势的关系以及固粒在叶片上的碰撞角,碰撞速度的分布规律,为设计高效含尘风机提出了新的建议。经过固相对风机特性影响的实验研究。证了用于予测风机磨损特性的“单相耦合”模型的可行性。