岔管段三维水动力学计算

为预测一级泵站出水侧岔管段是否发生空化,进行了三维紊流场计算,采用标准K-ε模型[1]、贴体坐标变换、有限体积法离散流动控制方程、非交错网格布置变量、动量插值技术解决压力与速度的耦合[2]、强隐式迭代方法求解离散的线性代数方程组.计算结果表明,所研究的流动体系不会产生空化.     

航道工程泥沙数学模型的研究（Ⅰ）——模型的建立

针对航道工程的特点，建立了一、二维泥沙数学模型，给出了一维非均匀全沙模型的基本方程、辅助方程和关键问题的处理方法．针对河道长宽相差悬殊的特点，提出了平面二维贴体正交曲线坐标系下紊流全沙模型的控制方程，采用控制体积法及相应的动边界技术数值求解了水流泥沙运动方程．     

收一扩喷管内二维紊流的数值研究

本文应用隐式有限差分理论对喷管内二维紊流流动进行了数值求解．采用了贴体曲线坐标系统，代数紊流方程模化紊流，整个流场用时间推进迭代方法获得．研究表明，控制方程右端粘性项矢是主变量欠的一个线性函数．文中所提供的计算方法与计算结果将为三维非定常计算打下基础．     

收—扩喷管内二维紊流的数值研究

本文应用隐式有限差分理论对喷管内二维紊流流动进行了数值求解。采用了贴体曲线坐标系统，代数紊流方程模化紊流，整个流场用时间推进迭代方法获得。研究表明，控制方程右端粘性项矢是主变量矢的一个线性函数。文中所提供的计算方法与计算结果将为三维非定常计算打下了基础。     

航道工程泥沙数学模型的研究（I）——模型的建立

针对航道工程的特点，建立了一二维泥沙数学模型，给出了一维非均匀全沙模型的基本方程，辅助方程和关键问题的处理方法，针对河道长宽相差悬殊的特点，提出了平面二维贴体正交曲线坐标系下紊流全沙模型的控制方程，采用控制体积法及相应的动边界技术数值求解了水流泥沙运动方程。     

利用非正交坐标变换的二维不规则区域紊流流动的有限分差解

本文将Sparrow 等计算某一类二维不规则区域(参看图1a)内层流流动的方法推广到紊流,提出计算这类不规则区域内紊流流动的方法.该方法利用了非正交代数坐标变换,k-8方程紊流模型及有限差分技术.文中通过算例对该方法进行了说明,并将计算结果与实验结果作了比较,结果表明:计算与实验相吻合.     

正交贴体坐标系的生成

本文使用在一对相邻边界上可任意选定边界网格点的数值方法,通过逐次求解拉普拉斯方程组,成功地生成了非对称渠槽中的正交贴体坐标系.这种方法不必引入任何经验性因子或构造某些特殊函数,即可将不规则的物理图形转化为变换平面中单位面积的正方形.本文在给出求解原理和较详细的数值计算过程的基础上,展示了非对称渠槽截面正交贴体坐标系生成的结果和各种误差变化过程,并对该方法的应用前景进行了讨论.     

紊流随机理论在小浪底河段水流模拟中的应用

针对黄河中游小浪底工程建成前的河段河流流动特点,提出了河流的三维水流数学模型。基于紊流随机理论,采用了各向异性紊流的R eyno lds应力数值格式和自由面位置的压力Po isson方程,并将精细壁函数应用于边壁处理。采用贴体座标,并利用交错网格系统和有限体积法离散湍流控制方程,采用S IM PLEC方法,计算了此河段的水面线、一些河道横断面上的流速沿河宽和沿垂线分布。计算结果都与原型实测成果基本吻合,从而证明了此模型可靠性。     

贴体网格的生成与通用传输方程在贴体坐标区域中的变换

该文推导了贴体坐标转换方程 ,通过离散方程生成了双辊薄带连铸熔池区域物理平面的贴体网格 ,同时采用修正源项的方法对网格在边界处的正交性进行了修正 ,将冶金传输过程中的通用传输方程从物理区域转变到计算区域中 ,并将物理区域中的边界条件向计算区域进行了一一对应转换 .     

水轮机蜗壳和固定导叶内部流动的数值模拟

为探求蜗壳内部的流动规律 ,优化蜗壳设计 ,对三峡混流式水轮机组模型蜗壳和固定导叶内部的流动进行了紊流解和 Euler解的全三维数值模拟。文中基于 Navier-Stokes方程的标准 k-ε紊流模型、Euler方程模型 ,采用贴体座标和交错网格系统 ,用 SIMPL EC算法 ,对蜗壳和固定导叶内部流动的联合计算结果进行对比分析 ,并与实验值进行了比较。还对流动的不均匀性进行分析 ,提出了改进和优化蜗壳和固定导叶设计的较为可信的解决方案     

溢流反弧段紊流边界层变化规律的数值模拟

在溢流反弧段流线同心圆假定的基础上,通过理论推导,建立了表征反弧段动水压强、壁面势流流速、壁面切应力的相应表达式;将描述边界层发展变化规律的连续方程、动量积分方程、动能积分方程联立,并运用列主元高斯消去法将其转化为一阶微分方程组,采用双边法求其数值解,从而模拟出反弧段水深、边界层厚度以及流速分布指数的沿程变化规律。     

考虑重力及离心力的溢流坝反弧段紊流边界层动量积分方程

分析了溢流坝反弧段水流的运动特征及影响边界层发展的主要因素,认为溢流反弧水流边界层与绕流边界层是不同的。在边界层外水流为有势流动的假设条件下,考虑重力、离心力作用及自由水面存在的影响,提出了溢流坝反弧段紊流边界层动量积分方程式,可用于分析计算溢流坝反弧段边界层的发展厚度。     

圆口喷射器湍流流场数学模型及其最优设计

本文根据湍流射流和湍流边界层理论对圆喷嘴喷射器混合段湍流流场进行了研究,应用雷诺方程推导出喷射器混合段的基本方程和动量积分方程,用数学模型研究了喷射燃烧器,并对喷射器提出了一套最优设计公式。     

有吹吸速度的外掠多孔平板湍流边界层的积分方法

具有吹吸速度的外掠多孔平板湍流流动特性是研究发散冷却和气膜冷却的基础,具有重要的理论研究意义.将湍流速度边界层划分为层流底层和湍流核心区,采用三次多项式和1/5次幂函数分别代表流体沿两个区域厚度方向的速度分布,通过积分方法建立了动量方程,利用四阶龙格-库塔法求解得到可渗透壁面湍流边界层速度场的理论解析解,同时获得了壁面摩擦系数.对比表明,解析解与Whitten、Blackwell试验结果以及Kays的经验公式符合得较为满意,证明了所提出的湍流理论模型的正确性.     

Physical quantity synergy in the field of turbulent heat transfer and its analysis for heat transfer enhancement

Based on the principle of physical quantity synergy in the field of laminar heat transfer, and according to the models of zero equation and k-ε two equations for the turbulent flow, the synergy equations for both energy and momentum conservation in the turbulent heat transfer are established. The synergy regulation among heat flux, mass flow and fluid driving force, and the mechanism of heat transfer enhancement it reflects are revealed. The synergy principle of physical quantity in the thermal flow field is extended from laminar flow to turbulent flow. The principle is verified to be universal by the calculation of heat transfer enhancement in a tube with an insert of helical twisted tape. Thus, corresponding to the synergy relation among physical quantities in the turbulent flow field, the performance of convective heat transfer and flow resistance for the tubes with different heat transfer components and surface can be compared through theoretical and computational analysis, which thereby provides a guidance for designing heat transfer units and heat exchangers.     

超临界雷诺数下圆柱分离旋涡运动的数值研究

本文在文献[1]的基础上,用离散涡模型与湍流边界层理论相结合的方法,研究了超临界雷诺数下圆柱突然起动后的分离旋涡运动。文中考虑了二次涡的影响和涡旋的粘性扩散。计算结果与实验结果相符。     

离心式固液两相流泵叶片边界层动量积分

离心式固液两相流泵叶片的边界层的理论分析，可以为分析流体在叶片表面沿程阻力提供基础，进一步也可以为确定叶片型线提供理论依据。建立了离心式固液两相流泵叶片边界层方程，为求解含有固体扰动项的粘性流体的边界层方程，引入了固相扰动因子和边界层厚度系数，它是进一步分析固液两相流泵叶片边界层及叶片解析设计的基础，同时也降低了由于边界条件的构造和构造含有扰动项的动量积分方程及其求解的难度。     

Karman边界层动量方程中的层流速度分布方程

针对层流流动,提出了一个新的指数型速度分布方程。将其代入karman边界层动量方程后,求得的边界层厚度、边界层中任意点的流速、平板壁面上的总曳力及曳力系数均与Basius精确解极为接近。     

可压缩自由混合层中的输运平衡

为研究可压缩混合层中的输运特性 ,该文采用气动BGK格式模拟了超音速来流条件下的二维平面可压缩混合层的空间发展 ,给出了湍能、雷诺应力和动量输运方程中各项的分布情况。各平衡方程中粘性耗散项和粘性扩散项都很小。湍能主要是通过对流、湍流扩散和压力扩散进行输运 ;切应力输运方程中主要是生成项与压力扩散项和压力 -应变关联项的平衡 ;雷诺应力 (1,1)分量输运方程中以生成项和压力 -应变关联项为主 ;雷诺应力 (2 ,2 )分量输运方程中主要是压力 -应变关联项与湍流扩散项和压力扩散项之间的平衡。     

径流式S_1流面叶栅半反命题的变分原理

本文将径向动量方程作为主方程,用反推法建立了径流式S_1流面叶栅内不可压缩流动半反命题的变分原理与广义变分原理,将原偏微分方程组的边值问题转化为一等价泛函的驻值问题,从而可以用各种变分直接解法进行普遍的S_1流面叶栅的流场分析。