激光作用铝靶爆轰波流场观测与理论分析

进行了强激光作用铝靶实验,采用纹影照相法,观察爆轰波流场演化过程,分析了爆轰波衰减规律。根据冲击波运动的自相似性,采用点爆炸模型描述了激光作用下爆轰波流场的演化,计算了波阵面速度、压力和温度。结果显示:爆轰波阵面沿迎着激光光源方向较快传播,波阵面形状由最初的半椭球形逐渐向半球形转变,在演化过程中扰动区结构复杂,存在多个密度间断层。在爆轰波开始传播阶段,波阵面的压力和温度较高但下降很快。     

Electro–magnetic control of shear flow over a cylinder for drag reduction and lift enhancement

In this paper, the electro-magnetic control of a cylinder wake in shear flow is investigated numerically. The effects of the shear rate and Lorentz force on the cylinder wake, the distribution of hydrodynamic force, and the drag/lift phase diagram are discussed in detail. It is revealed that Lorentz force can be classified into the field Lorentz force and the wall Lorentz force and they affect the drag and lift forces independently. The drag/lift phase diagram with a shape of ＂8＂ consists of two closed curves, which correspond to the halves of the shedding cycle dominated by the upper and lower vortices respectively. The free stream shear （K 〉 0） induces the diagram to move downward and leftward, so that the average lift force directs toward the downside. With the upper Lorentz force, the diagram moves downwards and to the right by the field Lorentz force, thus resulting in the drag increase and the lift reduction, whereas it moves upward and to the left by the wall Lorentz force, leading to the drag reduction and the lift increase. Finally the diagram is dominated by the wall Lorentz force, thus moving upward and leftward. Therefore the upper Lorentz force, which enhances the lift force, can be used to overcome the lift loss due to the free stream shear, which is also obtained in the experiment.     

水平轴风力机尾流扩散特性的数值研究

本文采用Fluent软件对半径0.7 m,翼型NACA4415的水平轴风力机的三维非定常尾迹流场进行了大涡模拟(LES)计算,计算结果表明:轴向速度分布相对于尾迹中心不对称,同一风速下,在靠近叶根圆周区域,距离风力机旋转平面2R处风力机轴向速度达到最小,由2R~3R区域逐渐过渡,然后增大最终恢复周围环境速度;而在靠近叶尖的圆周区域,在距风轮旋转平面1R处达到最小值,由1R~2R区域逐渐过渡,最终达到周围环境速度;中心涡对尾流影响的长度要大于叶尖涡对尾流长度的影响。尾流区不仅存在叶尖涡和中心涡,还存在叶片尾缘涡;低风速对尾流长度的影响要小于高风速。     

金融街地下交通工程通风系统流动特性分析

采用计算流体力学的方法,对金融街地下交通工程通风系统的流场特性进行了数值分析,研究了各分系统流场的均匀特性、各通风管道内部流场细节和各分系统可靠性.结果表明:排风系统各风口的风速很不均匀,且高速风口处形成明显的气幕效应和旋涡区;在风道内形成明显的低速区.在送风系统中,各风口的风速基本均匀,风机的风压可满足要求;但在风道内也存在了明显的低速区或旋涡区.需要对该通风系统进行等风量设计,并对系统的内部气流组织进行改进设计,以提高通风系统的可靠性并降低能耗.     

轴流透平与排汽系统间流场相互作用研究

为了研究轴流透平与非轴对称排汽系统流场间的相互作用,对带有单级透平的300/600MW汽轮机排汽系统模型内流场进了模型实验,并用商用软件CFX数值计算了实验工况下带有全周叶栅通道的单级透平与排汽系统内的耦合流场.对比实验与数值模拟结果,二者吻合较好.通过对实验和数值结果分析发现,排汽系统内的非轴对称流场使透平叶栅通道内流动沿周向发生变化,扩压器内出现大的流动分离,排汽系统内总压损失增大,静压恢复系数为负.     

回转体头部通气入水流场演化与载荷特性数值预报研究

地下硐室作为爆炸危险物的隐蔽贮藏空间，有潜在的内爆炸风险。为研究内爆炸作用下硐室围岩的动态响应机制，提出了一种基于岩石HJC （Holmquist-Johnson-Cook）模型和节理内聚力单元的损伤-虚拟裂纹模型。分析了模拟方法的可靠性，并在此基础上，通过多物质ALE算法对球形硐室内爆炸过程进行数值模拟，分析了围岩损伤范围和分区破坏规律。研究表明：插入内聚力单元弥补了HJC模型无法模拟低静水压力下张拉破坏的不足，且尺寸效应易于处理。模拟方法同时考虑了岩体内张拉裂纹的扩展和岩石材料的塑性损伤，能够真实地反映岩石破坏的全过程。以红砂岩为例，根据数值模拟结果，填实（耦合装药）爆炸时围岩分区破坏规律明显，破碎区比例半径为0.26 m/kg^1/3、裂隙区比例半径为0.47 m/kg^1/3。随着硐室尺寸的增大，空气的间隔作用可以减小爆炸荷载对围岩的损伤作用，比例半径达到0.52 m/kg^1/3时，可以实现爆炸荷载的完全解耦。     

三维格子Boltzmann方法研究上升双气泡的运动特性

应用格子Boltzmann三维模型，对双气泡在静水中的运动进行数值研究.采用八点差分和十八点差分格式分别求解一阶▽φ和二阶▽²φ可以有效避免气液密度比过大造成的数值不稳定问题.结果表明：当两个相同直径的气泡在上升时，位置靠上的气泡形状变化像单气泡上升一样，而位置靠下的气泡会受到前一个气泡尾迹的影响，并有很明显的形状变化.当两个气泡直径不同时，不管初始位置如何，大气泡总会对小气泡造成强烈的影响.     

冷藏集装箱内部流场及送风方式的研究

冷藏集装箱内部流场的均匀性是影响货物储存质量的重要因素之一。文中通过建立CFD三维数学模型,利用FLUENT软件对所建立的模型进行不同参数的模拟分析。分析结果表明:冷藏集装箱内部流场存在明显的不均匀性,箱体前部与后部的温度存在明显的差异,不利于货物的储存。根据以上分析研究,利用均匀送风理论,设计出两种新型送风风道型式,根据对所设计的风道进行计算分析,研究发现:新型冷藏集装箱与原始冷藏集装箱相比温度场和速度场都有明显改进,且在箱体中部的流场涡流现象减小,有利于货物的储存,该研究为冷藏集装箱的优化设计提供了参考依据。     

副气流中He流量变化对流场混合状态的影响

 在保持主气流流量和副气流中I₂的流量不变的条件下,改变副气流中He的流量,数值模拟氧碘化学激光器拉伐尔喷管内的流场混合特性。结果表明,随着副气流中He的流量的增加,副气流垂直穿透主气流的深度逐渐变大,主、副气流混合状态也逐渐变好,直至氧碘气流混合均匀。     

可压缩轴对称射流流场近区的数值模拟

采用高精度差分方法对二维轴对称可压缩射流流场进行了数值模拟,研究了大尺度涡结构的形成和发展过程及其在射流雪展过程中的作用,计算结果显示了射流失稳后首先出现Ｋｅｌｖｉｎ－Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ非稳定特征,之后向下游发展的过程中, 一笥效应的增长导致涡的配对和对并;指出射流场中压力波动的分布是大尺度涡结构分布的直接结果。