不规则区域中可压缩流动的数值模拟

将不可压缩流动的SIMPLE算法推广到可压缩流动的计算中。将二维直角坐标系和轴对称坐标系下的可压缩流动的控制方程用统一的方程式表达,在贴体网格中利用有限体积法进行离散,编制了通用的求解程序。对带有凸包的通道可压缩流动和轴对称坐标系下的马赫反射问题进行了数值模拟,得到的结果与相关文献中的结果吻合,表明了所提算法的正确有效性。     

使用多孔蜗舌的贯流风机

将贯流风机的蜗舌替代为多孔板与容腔组合的结构,定性地研究其控制气动噪声的可行性。通过对气动特性和辐射声信号的实验测量,结合内部流场的非稳态雷诺平均数值模拟,分析了这种蜗舌改造对贯流风机的整体特性和内部流动特征的影响,结果表明多孔蜗舌对贯流风机的压力-流量曲线作用并不明显,但对风机的噪声有着重要的影响,改变蜗舌迎风面的穿孔率可以有效地控制贯流风机的噪声。     

大曲率弯管中湍流的计算与模型考证

一些文献在使用标准k-ε模型预测弯道湍流时缺乏网格无关性检查和湍流参数的比对。本文结合具有详细测量数据的弯道湍流算例,研究了标准k-ε模型结合壁面函数法在不同网格密度时的计算结果。检查表明排除网格依赖性以后,标准k-ε模型与壁面函数法的结合使用可以获得明显优于前人的计算结果,即使是在弯道的后半段,计算结果仍然与实验数据良好地吻合。同时采用当前预测复杂流动时较受欢迎和好评的SST k-ω模型作比对分析,考证两种模型对曲率影响的预测能力。结果表明,SST k-ω模型对于弯道后半段的主流速度和二次流速度预测值优于标准k-ε模型,但对湍流动能和脉动应力的预测结果则显示标准k-ε模型在数值上与实验值更为接近,优于SST k-ω模型的结果。     

亚音速喷流出口扰动对湍流与声场模拟的影响

采用大涡模拟方法计算出口马赫数Ma=0.75、雷诺数ReD=8.7×105的圆口喷射流动,研究了改进的来流多模态线性不稳定扰动和涡环扰动对促成转捩、湍流特性以及远声场结果的影响.研究结果表明,与来流无扰动的情况相比,两种扰动方式均有利于破坏喷口环状涡的周向稳定性,从而加速剪切层转捩,逼近实际喷口的湍流状态;且多模态线性...     

复杂形状进气箱与叶轮一体的斜流风机内部湍流数值分析

本文采用混合平面法实施通流元件之间的流场信息传递，旨在建立斜流风机统一正命题的流动模型与数值方法。将非正交曲线坐标系下压力修正法求解K-ε模型封闭Reynolds时均方程的三维程序模块化，使其可适用于静止及旋转坐标系，过气箱与叶轮采用各自独立的贴体网格，按照串行方法轮换调用计算模块并在进气箱出口与叶轮进口之间设置混合平面，用以传递与转换动静元件之间耦合流动的信息，在单一微机系统上实现了从进气箱进口到叶轮出口的整机内部湍流的一体计算。采用上述方法数值模拟了某斜流风机的内部流场，计算与已有实验结论大体吻合．     

炉鼻子内保护气流场分析与增湿气导入方式的改进

在热镀锌过程中,锌蒸气在炉鼻子内氧化形成的锌灰容易黏附在带钢表面,影响镀层的表面质量。同时由于炉鼻子上下端分别连接退火炉与锌锅,因此锌灰也可回流到退火炉中,影响上游的工艺过程并且造成镀锌原材料的浪费。本文针对炉鼻子内的锌灰问题,结合某钢铁企业的热镀锌体外循环装置的改造过程,采用计算流体力学方法进行模拟分析,得出了在不同体外抽气流量下,炉鼻子顶部的回流量、内部流场的回流区域以及使得顶部无回流时体外循环所必须的抽气流量。为了实现增湿气与锌液面接触的目的,对原有增湿气导入方式提出了一种改进方案,并采用数值计算对比验证了这一改进方案的效果。本文的模拟结果为炉鼻子体外循环装置改造的顺利完成提供了技术支持。     

拟塑性流体在六直叶搅拌器中的模拟与比较

针对六直叶搅拌器中拟塑性流体羧甲基纤维素钠(CMC)溶液在低雷诺数下的过渡流动,采用层流模型及大涡模拟方法研究其流动的特点。基于搅拌器缩放的目的,将水加入对比。在对计算方法验证的基础上,重点分析了不同质量分数的CMC溶液搅拌时的流场脉动动能、功率准数以及混合时间随雷诺数的变化规律。在对数值结果综合分析的基础上,以减少功耗为目标,对不同雷诺数范围的搅拌操作提出了建议,为实际应用中具有类似CMC溶液剪切变稀特点的物料搅拌操作提供参考。     

任意挠曲通道中正交曲线网格的构筑

运用微分几何的方法将有向正则空间的Ｆｒｅｎｅｔ标架旋转，改善中心流线ｃ－坐标系的斜交性，从而在任意挠率与曲率非零的三维通道中构造出具有严格局部正交性的ｃ－α曲线坐标系，采用该坐标系的等坐标参数线即构成正交计算网格，从而为简化流动方程、考察二次流及分析计算结果创造了条件