入流条件对同轴射流旋流燃烧室内湍流流动模拟的影响

应用一种新的代数Reynolds应力模型对同轴射流旋流燃烧室内两股射流为同向旋转和反向旋转条件下的湍流旋流流动进行了数值模拟。为得到合理的流场分布结果，研究了入流条件对同轴射流旋流燃烧室内湍流流动模拟结果的影响。计算中对旋流燃烧室进口处两股旋转射流的轴向与切向速度采用了均匀分布和实验测量分布两种方式来给定。将两种进口速度分布条件下得到的燃烧室内气体轴向与切向速度分布计算结果与实验数据进行了比较。     

汽轮机凝汽器喉部与排汽缸耦合流动的数值模拟

为了更加透彻的认识凝汽器喉部的流动状况,通过求解由κ-ε双方程湍流模型封闭的三维时均N-S方程,对凝汽器喉部和排汽缸的耦合流动进行了数值模拟.结果表明:凝汽器喉部和排汽缸耦合计算的结果,完全不同于凝汽器喉部单独计算的结果,喉部出口的速度分布和喉部的能量损失系数都差异很大.喉部流场受入口来流的影响较大.采用耦合计算,能够获得更加接近实际的数值结果,为凝汽器喉部的优化设计、改造和性能研究奠定了基础.     

进口湍流对透平叶栅内部流动影响的数值研究

通过求解N S方程,分别采用Spalart Allmaras与k eps 湍流模型,对VKI低速轴流透平叶栅内部的湍流进行了数值分析。与实验结果比较,两种湍流模型计算结果与实验是一致的。叶栅流动损失的构成、分布以及计算准确性的主要因素是来流边界层状态。入口边界层是端部损失的主要来源。在高速流动条件下,叶栅损失主要是吸力面边界层径向串流及其尾迹。图14参8     

垂直螺旋风力叶片周围的三维流动特征分析

提出一种新型的垂直轴螺旋风力叶片,分析叶片附近的流动特征与叶轮力矩特性之间的关联.采用计算流体动力学(CFD)方法,运用Spalart-Allmaras湍流模型,对两叶片叶轮内外的三维湍流流动进行数值计算.分析设计风速下的叶轮力矩系数;在来流速度为4m/s的低风速条件下,对最大力矩系数工况和最小力矩系数工况下的流动参数分布和空间流动结构进行对比研究.研究结果表明:该叶轮的力矩特性较好;叶片两侧的压差和大尺度低压区的位置是影响该叶轮运行特性的两个重要因素;叶片附近的流动具有明显的三维空间结构.     

惯性分离器内气固两相流雷诺应力数值模拟

对循环流化床中气田惯性分离过程进行了详细的数值研究。湍流模型采用雷诺应力模型,研究对象为U型分离器内的气一固两相流动。为了真实描述固体颗粒与分离器壁面之间的碰撞过程,固体颗粒模拟采用颗粒轨道模型,引入壁面粗糙度的影响,同时考虑了固体颗粒在湍流中的扩散作用和颗粒之间的相互碰撞。模拟计算了不同入口速度、分离器挡板数目对颗粒分离效率和流体压降的影响,计算结果不仅给出了分离器内的气-固两相流动结构特性,而且给出了分离器效率、压降与入口主流速度和分离器结构参数的关系。     

典型SCR脱硝系统冷态模化试验研究

采用相似和模化理论,在BMCR工况下试验研究了两种典型SCR脱硝反应器内速度场的分布特点。试验结果表明:导流板和反应器结构共同影响反应器内速度分布的均匀性。对比垂直入口式和水平入口式反应器,前者各测试截面的速度标准偏差百分比Cv均小于后者;沿着气体的流动方向,两种反应器测试截面的Cv值均单调减小,另外,水平入口式反应器Cv变化幅度大于垂直入口式反应器Cv变化幅度。     

混流式水轮机全流道三维非定常流场数值模拟

基于三维时均N-S方程和RNGk-ε双方程湍流模型,采用滑移网格模型进行了混流式水轮机全流道动静干扰的三维非定常湍流计算,捕捉了水轮机各过流部件内复杂湍流场分布和尾水管内涡旋结构等流动信息随时间的变化情况.计算结果表明,水轮机中的水流处于复杂的湍流运动状态,随时间推移变化剧烈,计算结果更接近实际流场分布.     

基于CFD的离心泵内部流场数值模拟

采用GAMBIT建模划分网格,基于CFD技术,采用雷诺时均N-S方程和RNG k-ε湍流模型对离心泵内部的二维湍流流动进行了数值模拟,得到了离心泵内部流场的压力分布、速度分布及气蚀特性规律。结果表明,叶轮内部流体从叶片入口到离心泵出口速度不断降低,压力不断升高。同时,得到了气蚀分布特性,在所研究工况条件下,气蚀首先在叶片两侧出现。模拟结果对工程实践和离心泵水力性能研究有一定的指导意义。     

钝体燃烧器湍流预混燃烧的数值模拟

采用湍流火焰封闭燃烧模型(TFC)模拟了钝体燃烧器的湍流预混燃烧,比较了基于火焰褶皱率和湍流燃烧速度2种源项解法对钝体预混燃烧的预测,对3个不同湍流燃烧速度表达式模拟的性能进行了比较,采用粒子成像测速技术(PIV)测量了燃烧器中心射流出口的速度分布,并将其作为边界条件代入计算.结果表明:不同湍流燃烧速度公式的计算结果在火焰刷厚度、位置及火焰前锋位置方面存在较大差别;Gulder公式的计算结果最接近试验数据,火焰刷厚度与试验结果吻合较好,但火焰刷位置与试验结果差别较大;Dinkelacker的火焰褶皱率模型主要模拟燃烧器在高压条件下的燃烧,在运行压力接近标准大气压的情况下,计算结果与试验值存在较大误差.     

基于大涡模拟方法的二冲程发动机缸内冷态流场的模拟研究

应用大涡模拟方法对一台二冲程发动机缸内冷态湍流流场进行了三维瞬态数值分析。探索缸内流场的速度、压力及温度的变动情况,并与PIV流场测试结果进行了对比。三维模拟的缸压曲线与试验及一维模拟均吻合较好,但在速度概率密度函数方面与试验存在一定差异。模拟结果表明:本文建立的三维模型能够自然再现缸内冷态流动的随机大尺度涡流情况,模型可靠有效。模拟能够较好地反应火花塞位置附近速度随机波动情况,其结果对于后续研究缸内大尺度涡流对燃烧循环变动的影响机理具有一定的指导意义。     

弯道近岸流速沿程分布规律与计算方法

确定弯道近岸流速对于预测弯道凹岸侵蚀速率与横向迁移速率具有重要意义,但野外测量与理论计算近岸流速困难较多。为研究近岸流速的沿程分布规律,以及近岸流速与断面平均流速值之间的定量关系,采用MIKE 3建立水流数学模型,分析各种工况下连续弯道的中间河段内18个断面的断面平均流速与近岸流速的关系并建立计算方法。结果表明,弯道入口段,近岸流速沿程略减小,之后沿程近似呈线性增加。近岸流速随断面平均流速的增加而增加,二者之间高度正相关,可采用ub=a珔u+b表示,a和b随弯道中心角和来流量变化而变化。研究成果有助于了解河道演化规律。     

Velocity Measurement of Induced Flow by a Laser Focusing Shock Wave

The objective of this study is to apply the shock wave for control in a micro channel. The shock wave was generated by a laser focusing of pulsed laser beam in the channel. Using a pulse laser to generate a shock wave, a non-stationary flow was induced in the small space between the parallel plates. The spherical and cylindrical shock propagations were observed with schlieren method. The shock Mach number decreases with time and approaches to unity. As reported in the previous investigations, the shock speed was attenuated in a short distance and time. In the present experiment, It was not found a remarkable difference in the shock speed between the spherical and cylindrical shock experiments. Subsequently, the flow induced by the cylindrical shock wave was studied using PIV technique. A smoke tracer was used in the experiment and its velocity was measured within 100 μs. A numerical simulation was carried out to investigate the momentum relaxation between the gas and smoke particle. A suitable shock initiation model was introduced in the simulation. The experimental results show that a wide acceleration and deceleration zone exist behind the shock wave. Also, the relaxation distance in the experimental data is much longer than that in numerical simulation.     

边界层理论在陡坡坡面流速计算中的应用

坡面流是研究土壤侵蚀机理的关键,流速计算受多因素影响尤显复杂,为此提出了应用陡坡紊流边界层名义厚度方程求解坡面流流速的分布,探讨了经典边界层理论模型,修正了传统边界层的势流流速,推导出适用于描述坡面流流动特性的理论模型,考虑到下垫面及水温等的影响,构建了分类计算平均流速的计算模型,并验证了计算模型的可行性。     

长江口水流流速垂向分布分形研究

鉴于长江口水流流速垂向分布偏离对数分布的情况很多,采用分形理论研究J型、C型和S型流速剖面,发现J型流速分布呈直线型,而C型和S型流速并非常维形分维,呈1阶累计和变维分形垂线分布,进而通过对比不同拟合函数式的拟合效果,验证了三次函数式为C型和S型流速拟合的最佳公式。     

消光信号互相关测量固体颗粒群二维平均流速

利用颗粒群经过上下游不同光束时所产生的消光信号之间的相似性，互相关计算得到颗粒群的二维流速。对石灰石和煤粉颗粒的试验结果表明：该方法测量误差和标准偏差均在10％以内，具有较高的测量精度和稳定性，对不同种类、不同粒径颗粒的适应性较强。对影响测量精度的两大关键因素进行了讨论：①测量区域内的颗粒总数；②上、下游光束间距。图4参4     

二次气流对分级气化炉内三维速度分布的影响

介绍了一种新的分级气流床气化炉,并利用激光颗粒动态分析仪对分级气化炉模型内的流场进行了速度测量,分析了二次气流对气化炉内三维速度分布的影响.测量结果表明,二次气流的加入增强了气化炉内的混和,对于气化反应的进行是有利的.在二次喷嘴的一定高度范围内,二次气流对壁面处流场的影响较大,工业生产中应该选择合理的二次喷嘴位置和气流量,避免二次气流对喷嘴附近的回流产生较大干扰,影响喷嘴气流的着火燃烧.     

主燃区过量空气系数对再燃区速度场影响的试验研究

采用相位多普勒分析仪(PDA)系统对炉膛再燃区域气固两相流动动力特性进行了测量,得到了在不同主燃区过量空气系数α条件下再燃区气固速度分布的规律。结果表明:随着主燃区过量空气系数的增大,气固两相滑移现象加剧,并且3个工况的气固两相滑移主要集中在X方向上,关闭相邻多层一、二次风喷口会使得主燃区的旋转气流在到达再燃区前的较长区域内没有受到射流的驱动,流场类似自由旋转状态,旋涡直径逐渐增大。图6表1参7     

逆流喷雾式饱和器内两相速度场的实验研究

应用三维粒子动态分析仪(PDA)和二维粒子速度分析仪(PIV)对逆流喷雾式饱和器内湿化过程的气液两相流流场进行了实验测量。通过稳态和瞬态速度场的测量结果,获得了饱和器内各点上水滴的三维平均速度、平均粒径和平均体积流量,以及饱和器中心线上的测量区域内水滴的瞬态速度分布和流线,给出了逆流喷雾式饱和器内液相水滴的三维平均速度、平均粒径和平均体积流量的分布规律,揭示了其内部流动的高紊流特性。图4表1参7     

多级水封进口流速的fluent数值计算

多级水封管通常应用在电厂轴封加热器、汽泵等设备内的凝结疏水或密封水输送到凝汽器的管上,水封管是靠疏水两端的压差来进行疏水的,多级水封在运行过程中的进口流速不能过大否则容易造成水封运行的不稳定,利用fluent对水封密封水进口流速进行数值计算,分析得出多级水封的运行稳定性与密封水进口流量成反比,造成这种现象的主要原因是密封水在流入水封管之后会有两次从高处往低处以自由落体、淋浴、附壁流等方式排挤水封原来建立的空气柱,考虑到轴加、给水泵等的密封水出口流量值和水封的运行稳定性,应该将进水速度控制到0.1m/s~0.5m/s,这样既能保持较高的疏水量又能维持水封的运行稳定性。     

考虑两相流音速时气固两相流激波研究

1引言超音速冷喷涂(CSC),又称为冷空气动力学喷涂(CGDS),是一种新型的喷涂表面沉积的方法[1~3]。在超音速冷喷涂中,喷涂粉末与气体混合后,在缩放流道内形成超音速流动,与基板碰撞后喷涂粒子在基板上沉积。由于两相介质是超音速流动,此时气固两相流激波起着至关重要的作用。气固