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。     

二相流计算的一种差分算法

考虑两相流的力学行为,忽略相间的耗散作用,建立了Euler型的基本控制方程．状态方程采用刚性状态方程．基于Abgrall提出的准则,在流动区域内,对可压两相流提出了一个精度较高的Euler型数值方法,数值格式是Godunov型格式,对守恒型和非守恒型方程采用HLLC型和Lax-Friedrichs型近似Riemann解算器,引入了速度驰豫和压强驰豫过程来代替两相间的相互作用．在一维情形下给出数值算例,并且和Saurel的算例进行了比较,结果表明该算法不但精确而且稳定,且在间断处没有数值振荡．     

A numerical study of bingham turbulent flow in sudden-expansion straight circular pipe

I.IntroductionBinghamfluidisonebranchofnon-Newtonianfluid,suchascrudeparaffinoil,highsediment--ladenwaterflow,highconcentrationmudandthelikewhicharetransportedinpipelinesinmanyindustries,soit'sofgreatsignificancetostudytheflowmechanismsofBinghamfluid.Tsaietal.II]studiedthelinkagebetweenBinghamfluidandpluggedflow.Wangetal.I2]measuredtheturbulencestructureofBinghammud.Mengetal.[3]researchedthekineticenergycorrectionfactorofBinghamfluidinacircularpipe.However,thestudyofBinghamfluidsofarisn't…     

带有横向射流的三维超声速湍流流场分析

应用显式的五阶WENO格式,结合k-ε湍流模型,求解三维Favre平均N-S方程,计算了从方孔横向喷出的声速气流与马赫数为30的超声速气流的干扰流场。结果表明,在射流上游,射流的阻碍使超声速气流产生分离,形成两个主要的回流区域,主回流导致在方孔射流两侧形成马蹄涡区域,射流下游存在低压区域,形成较小的回流以及一对螺旋形旋涡。     

铝液滴撞击曲面的流动特性分析

为揭示高表面张力的铝液滴撞击弯曲壁面的铺展机制,基于流体体积方法建立了铝液滴撞壁的数值计算模型,通过分析韦伯数(We)、奥内佐格数(Oh)以及壁面曲率(k)对液滴碰壁过程的影响规律,探索了铝液滴在曲面上的铺展特性与流动机理.研究结果表明:随着We的增大,铝液滴的撞壁行为模式依次表现为黏附、反弹以及破碎射流;由于铺展和回缩过程都会产生能量耗散,因此液滴回缩速度要小于其铺展速度.在撞壁过程中,接触点处产生了两次压力峰和速度峰,分别出现在撞壁时刻与即将反弹时刻.随着k的增加,液滴的最大铺展系数不断增加,且在平面上最小,但曲率变化对液滴铺展速度的影响并不突出.基于计算结果,通过引入k对铺展系数预测模型作出了修正.同时,基于能量守恒定律,对铝液滴在曲面上的流动过程进行分析,建立了多因素耦合作用下的铺展系数计算模型.与撞击平面相比,液滴在曲面上的铺展系数不仅与液滴的运动参数、壁面的润湿性有关,还与壁面曲率与液滴曲率之比有关.本文提出的两种预测模型均能为实际的工程应用提供参考依据.     

粉末颗粒气力加注特性实验研究

粉末发动机是以粉末颗粒为燃料的新型发动机,具有多次起动和推力调节的功能.粉末加注是粉末发动机实验组织过程中的重要环节.本研究通过搭建粉末供应系统开展粉末气力加注实验,研究对比了集粉箱加注位置、流化气量对粉末气力加注特性的影响.考虑了供粉过程中储箱内粉末堆积密度的动态变化,并建立了相应的计算方法,同时还采用控制系统理论揭示了储箱内粉末堆积密度的变化规律.结果表明:在相同条件下,较大的流化气量有利于加注过程稳定,但集粉箱加注率较低;气力加注方式下集粉箱内的粉末堆积密度大于储箱内初始堆积密度;采用较小的流化气量与集粉箱壁面切向加注方式有利于提高粉末粒径分布均匀性;集粉箱壁面切向加注方式下,流化气量较小时储箱内粉末的堆积密度是先增大后减小,且堆积密度最终值小于初始值,而流化气量较大时,储箱内粉末的堆积密度是先增大后减小再增大后减小,且堆积密度最终值大于初始值;储箱内粉末堆积密度的动态变化过程类似于欠阻尼二阶系统,流化气量较小时系统阻尼系数较小,而流化气量较大时系统阻尼系数较大,且是一个变阻尼过程.     

不同构型和多点喷射对短环型燃烧室燃烧性能的影响

对短环形流燃烧室内有较强回流的湍流旋流流动进行了模拟,并从两个方面(燃烧室构型和多点喷射)对燃烧室性能的影响进行了分析。计算中采用Reynoldes应力湍流模型(RSM)、EBU-Arrheniue湍流燃烧模型和离散坐标辐射模型描述其燃烧流动,液相采用Lagrange法处理,气相采用SIMPLE法求解。研究表明:在燃料和空气总流量不变的情况下,燃烧室构型对燃烧室出口平均温度影响不大,对出口温度分布、燃烧室内空气流场有比较大的影响。喷嘴数目的改变对出口处的平均温度和平均速度影响不大,但是对出口截面处的温度分布影响比较大,在局部范围可能产生温度比较高的热斑。     

飞行加速度对发动机内粒子轨迹影响研究

利用Euler-Lagrange模型方程，对发动机内的三维两相流动进行了数值模拟，分析了不同过载组合、不同粒子直径、不同壁面恢复系数对发动机燃烧室内粒子的聚集部位、浓度分布、冲刷速度、冲刷角度等的影响。计算结果表明：在纵向和横向过载相等的情形下，粒子的最大聚集密度随过载量的增加，呈先减小后增加的趋势，最大聚集点随过载量的增加向流动方向移动，过载量的大小对粒子的冲刷角度、冲刷速度影响较大；在相同工况下，随粒子直径的增加，最大聚集部位向流动方向移动，最大聚集密度增加；随粒子壁面恢复系数恢复得减小，最大聚集部位向发动机头部移动，最大聚集密度增加。     

液滴碰撞和聚合模型研究

建立了描述液滴碰撞和聚合过程的数学模型,设计了一种高效的计算液滴碰撞对搜索算法,并在已有研究成果的基础上对液滴碰撞的结果做了进一步的发展．借助平滑粒子流体动力学方法两种实现方式各自的优点,将液滴间的相互作用局限在其周围一定数目的液滴之间,并采用积分核函数定义了液滴间碰撞的概率,通过数值模拟探讨了模型的特性．结果表明,所建模型对所采用的计算网格没有明显的依赖性,具有较高的计算精度和计算效率,不但能很好地维持系统动量的守恒性,而且对液滴初始尺寸分布没有明显的依赖性．     

双尺度二阶矩颗粒相湍流模型经验系数的影响

基于将颗粒脉动分成湍流引起的大尺度脉动和颗粒间碰撞产生的小尺度脉动的概念,建立了双尺度二阶矩两相湍流模型．用该模型对下行床内两相流动进行了数值模拟,颗粒体积浓度、平均速度的计算结果和实验数据吻合较好．分析了双尺度二阶矩两相湍流模型经验系数变化对预报结果的影响:在经验系数的一定变化范围内,预报结果并无明显的影响,但是变化范围增大,预报结果会产生较大变化．