LDA在减压箱空化特性试验研究中的应用

本文用新型的光纤激光测速仪(Fibrc-Optic LDA)对减压箱内闸墩附近紊动流场的空化特性进行了测试研究.结果表明:只有采用断面上各点流速的统计平均值作为参考断面的平均流速才能保证足够的精度;速度效应对空化初生的影响可不考虑,但紊流强度的变化对其影响却不容忽视。文中将不同尺寸闸墩的流速系数用统一经验公式表达,发现流速系数的变化与紊流强度密切相关,由此得出的紊流强度随流速而变化的曲线与实测值符合较好。本文还对 LDA 在类似减压箱的流场应用提出了几点体会和建议。     

多股射流水垫塘三元流动数值模拟及消能

对多股淹没射流作用下的水垫塘二元流动进行了三维全椭圆型紊流数值模拟,并根据实测结果对部分常用紊流模型系数进行了修正。文中分析讨论了多股射流入塘后的水流结构及消能机理;研究表明,由于多股射流扩散迅速、能耗增加和全方位“动水垫”效应,使其在充分发挥水垫塘的消能作用、提高消能率和降低壁面动水压力及冲刷等方面明显优于单股射流.     

紊流酸洗槽内外盖联接缺陷分析及改进

本文分析了酸槽槽盖的结构和螺栓连接形式,针对连接螺栓腐蚀过快的情况,提出槽盖连接的改进方案,应用后取得了很好的效果。     

风对建筑绕流数值模拟的一种扩展κ—ε紊流模型

本假设对于近似均匀的高雷诺数流动风，雷诺应力仅与平均速度梯度及两个独立的紊流尺度参量κ、ε有关，运用量纲分析和张量的Ｃａｙｌｅｙ－Ｈａｍｉｌｔｏｎ定理，发展了一种新的紊流封闭模型；扩展κ－ε模型。利用充风洞试验数据确定了该模型的系数，并在组成以及对雷诺正应力的预测上与标准κ－ε模型作了比较。采用该新的模型对一正方形截面高层建筑周围的流动风进行了数值模拟，结果表明扩展κ－ε模型改善了对建筑物的周围     

非稳态静电收集理论

根据紊流传质原理建立了粉尘粒子传输方程,抛弃了 Cooperman和Leonard 理论的不合理边界条件的假设,确定新的粒子收集效率公式。同时对影响粒子沉降的紊流扩散系数做了精确分析,成功地解析了非 Deutsch 现象;并把粉尘比电阻与粒子收集效率有效地结合起来,克服了在静电收集理论中长期悬而未决的问题,建立了非稳态静电收集理论。     

二维不规则域内紊流有限体积解

本文针对M.Faghri等计算某一类二维不规则域内层流方法在工程中应用范围窄的特点,结合本文推出的物面正交曲线座标系中的控制方程,用代数变换法发展了一个二维不规则域内紊流的计算方法。它既达到了适用范围广,同时又避免了数值求解偏微分方程生成适体坐标的目的。采用紊流K-ε两方程模型并用有限体积法进行方程离散化。文中最后通过若干算例对该方法进行说明。计算与实验结果比较表明,二者吻合较好。     

发汗冷却中流动与换热的数值模拟

本文采用改进的低Re数k-ε模型-低Re数kθ-εθ模型以及局部非热平衡模型,将主流区和多孔壁面区进行耦合,通过数值模拟研究了发汗冷却过程中的流动与换热问题。计算结果表明:多孔壁面中靠近主流区的部分温度梯度很大;随着冷却剂流量的增大,壁面上的最高温度明显下降;就本文所选取的参数而言,在发汗冷却所用的冷却剂的量占总流量的1％左右时,冷却效果非常明显。     

PAM水溶液浓度对圆管紊流速度剖面的影响

将Ｃｒｏｓｓ流体本构方程和紊流随机理论相结合，得出了该流体在圆管中紊流流动下的速度分布规律，理论分析确定了该流体的圆管紊流壁面影响尺度，并由实验数据得出了速度分布规律中的各种系数。数值求解结果表明，随ＰＡＭ浓度的增加，速度剖面有增大的趋势，该结论和有关减阻理论是相吻合的。     

高扩散低收缩差动坎高坎空中挑射水舌运动特性

采用k~ε双方程紊流模型,对高扩散低收缩差动式挑坎空中挑射水舌进行了三维数值模拟,给出了扩散高坎空中挑射水舌的扩散规律、流速分布等结果,并与连续式挑坎空中挑射水舌运动特性进行对比分析,二者趋势吻合很好.结果表明:扩散高坎水舌沿程空中垂向扩散规律满足线性分布,其扩散厚度比连续式挑坎小;扩散高坎水舌截面速度分布规律与连续式挑坎相似,均近似符合正态分布,但速度沿水深方向较连续式分布更均匀.     

考虑紊流和滑移影响的液态金属润滑螺旋槽轴承设计

为了研究液态金属作为润滑介质时对螺旋槽轴承性能的影响,针对液态金属黏度低与接触角大等特点,建立了考虑紊流和边界滑移影响的轴承性能计算模型,进行了液态金属润滑螺旋槽轴承设计。基于螺旋槽轴承的特殊结构,在非正交坐标下运用有限差分法以及局部积分法求解了雷诺方程,得到轴承膜厚压力分布;采用Ng-Pan紊流模型并综合滑移长度模型(SLM)和极限剪应力模型(LSSM),分析对比了考虑紊流滑移影响和层流无滑移时的轴承性能;研究了槽数、螺旋夹角等结构参数对轴承静动态性能的影响,确定了轴承各结构参数的最佳取值。结果表明:适当的半滑移设计可以有效提高轴承承载能力并减少空化区域面积;在槽数为8～12、螺旋夹角为60°左右、槽深为20μm、沟脊比为1时,轴承可以获得良好的静动态性能。研究工作对国产高性能CT设备的液态金属轴承设计具有一定的指导意义。