射流泵内不可压流动N—S耦合方程有限元分析

应用Ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元和Ｂａｌｄｗｉｎ－Ｌｏｍａｘ湍流模型，求解射流泵内不可压粘性流动Ｎ－５耦合方程，得到了射流泵内部流动参数分布，给出两个计算实例，计算结果与滓测资料基本吻俣，从而为射流泵内部流场的数值模拟研究提供了一种新方法。     

脉冲液体射流泵性能的理论分析及数值计算

推导了以往复泵为脉冲发生装置的脉冲液体射流泵准二维性能方程及其时均性能方程，导出无因次惯性水头及惯性力项便于计算的表达式，并对脉冲液体射流泵时均性能进行了数值计算，计算结果与试验数据基本吻合，将数值计算的模拟曲线与恒定液体射流泵性能曲线进行对照，证明了采用脉冲射流作为工作动力能够大幅提高射流泵的效率。     

水电站机组冷却供水射流系流场模拟及性能预测

本文应用雷诺方程及ｋ－ε模型对水电站机组冷却供水的调节和非调节式液体射流泵流场进行了数值模拟，并导出了调节式液体射流泵基本方程及其简化计算公式，通过试验资料进行了初步验证．     

水电站机组冷却供水射流泵流场模拟及性能预测

本文应用雷诺方程及Ｋ－ε模型对水电站机组冷却供水的调节和非调节式液体射流泵流场进行了数值模型，并导出了调节式液体射流泵基本方程及其简化计算公式，通过试验资料进行了初步验证。     

平衡冲刷坑内水流结构的数值研究

本文利用大涡模拟方法，对三峡溢流坝下游平衡冲刷坑内的二维流场结构进行了数值模拟，探讨了射流在冲坑水垫中的扩散规律和流谱结构，分析了冲坑底流速和压力的沿程分布及坑底不同测点脉动压力的统计特征，并与试验结果进行了比较。在数值模拟中，采用了弱压缩流的控制方程，用贴体座标技术进行了网格生成。     

弱的负浮力射流研究进展

本文主要总结了利用量纲分析和标度分析研究弱的负浮力射流在均匀和线性分层环境流体中的流动特性，以及利用直接数值模拟来验证和定量化表征流动特性的标度关系的进展情况。     

不同来流工况下泵喷推进器外流场特性分析

作为一种新型的推进方式,泵喷推进器得到了越来越广泛的使用,其外流场会影响推进效率,因此对外流场的研究至关重要。该文以泵喷推进器模型为研究对象,基于SST湍流模型对其外流场进行数值模拟,结果表明:实验和数值模拟结果吻合得较好;当进速系数较低时,导管出口的高速射流会卷吸周围的流体一起运动,并且射流半径减少至一定程度时不会随着进速的增加而改变;随着进速系数的逐渐增大,在导管入口处会产生流动分离,并形成负压区;射流场中湍动能最大区域出现在叶片半径75%处,并且射流场中的湍动能随着进速系数增加而减小。该研究有助于了解泵喷推进器外流场特性,为今后泵喷推进器的相关优化设计工作提供指导。     

适用于可压缩和不可压缩流动的NS方程预处理数值解法

该文在多块耦合隐式求解方法的基础上,在不可压缩流动NS方程求解器中引入了双层一时间迭代的预处理计算方法,使离散方程组的各个特征值之间互相平衡, 降低了可压缩流动NS求解器中低速流动时的刚性,提高了数值方法对低速流动的适应能力,通过Re=20,40 时圆柱绕流的计算结果与试验数据验证,得到了数值结果误差小于5%的工程允许范围.     

旋喷泵内部流动与能量损失分析研究

介绍了一种极低比转数旋喷泵的结构、工作原理及性能特点。本文选用κ-ε湍流模式采用有限控制体积法对Navier-Stokes方程进行数值离散，运用Simple方法求解，对旋喷泵叶轮在相对坐标系下和转子腔、集流管在绝对坐标系下的内部流动分别进行了全三维粘性数值模拟。通过分析研究内部流动规律．为旋喷泵设计和能量损失分析提供了理论依据。     

脉冲流体射流泵喉管长度的研究

运用计算流体动力学,对多种面积比的脉冲流体射流泵内部流场进行了数值模拟。针对喉管不同断面的速度分布和壁面压力分析,得到了脉冲流体射流泵最优喉管长度,通过相应的试验研究,二者结果基本一致。     

三维有自由表面问题的数值模拟研究

本文采用求解三维弱可压流动模型及带浮力修正的Ｋ－ε两方程湍流模型的方法，用有限差分法数值求解，研究了有密度差的污染物在复杂流场中的对流扩散规律。文中给出一种简单而有效的处理自由面边界的方法，并详细地给出一个三维弱可压的流体动力学计算方法，数值计算表明本文的方法能较好地给出自由面的变化规律、流场的非定常过程及预测了污染物的对流扩散规律。     

弱可压缩流体流动模型及数值求解

介绍了小马赫数下弱可压缩流体流动的模型 ,对该模型的数值求解方法也作了较为详尽的叙述。讨论了紊流模型模拟涡流的方法。简要介绍了水力机械内部流场的计算实例。     

弱可压缩流体流动模型及数值求解

 介绍了小马赫数下弱可压缩流体流动的模型,对该模型的数值求解方法也作了较为详尽的叙 述。讨论了紊流模型模拟涡流的方法。简要介绍了水力机械内部流场的计算实例。     

某立式轴流泵 CFD 计算与模型试验性能比较分析

针对宣州区某立式轴流泵站水泵装置进行分析，验证水泵设计选型的科学性、合理性，尽量减少和避免如伴随冲击、二次流、汽蚀等有害物理现象，防止影响机组的安全运行。设计中采用 CFD 技术对立式轴流泵装置全流道进行了数值模拟计算，并针对进水流道、泵段、出水流道的内部流态进行了分析判断应用，从而得出立式轴流泵全工况外特性。结合水泵装置模型试验得到水泵试验外特性数据，对比试运行参数，验证了水泵基本性能。结果表明 CFD 计算能初步快速的判断避免不利流态，试运行的工况点水泵性能与 CFD 计算和模型试验结果较相近。因此，对大中型立式轴流泵站同时进行 CFD 计算和装置模型试验是必要的，均对水泵的性能可做出比较准确的判断。     

变形介质油藏渗流规律和压力特征分析

本文基于渗透率随压力呈分段的指数变化规律，建立并求解了平面径向稳定渗流方程和非线性不稳定渗流方程。研究了不可压缩液体的稳定渗流规律和弱可压缩液体的不稳定渗流规律。推导出无限大油藏非线性不稳定渗流基本微分方程的解析线源解。建立了各种边界条件下考虑井筒储存效应和表皮效应的非线性不稳定渗流数学模型，并用数值法对其求解。绘制了相应的压力及其导数典型曲数，分析了渗透率变异系数对这些典型曲线形态的影响。     

掺气减蚀设施后二维空腔流动计算

本文发展了文献[4]中提出的求解自由面重力流的h2类边值问题理论。运用解析函数的Riemann-Hilbert混合边值问题的h3类边值问题理论，导出了计算有重力作用情况下双自由表面二维空腔势流流动的边界程分方程，提出了确定空腔区水舌下自由表面的计算格式，并在物理平面上进行了数值求解。表明，该数值方法具有收敛速度快、边界适应能力强、计算量小、计算精度高和对初值要求不高等特点。计算结果与实测资料对比分析表明，来流佛氏数Fr<7情况下，无需考虑阻力影响，采用势流模型即可获得与实测值相符合的结果；而在来流佛氏数Fr>7情况下，由于射流掺气加剧，需引入阻力修正。     

Progress in numerical simulation of cavitating water jets

This paper reviews recent progress made toward modeling of cavitation and numerical simulation of cavitating water jets. Properties of existing cavitation models are discussed and a compressible mixture flow method for the numerical simulation of highspeed water jets accompanied by intensive cavitation is introduced. Two-phase fluids media of cavitating flow are treated as a homogeneous bubbly mixture and the mean flow is computed by solving Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations for compressible fluid. The intensity of cavitation is evaluated by the gas volume fraction, which is governed by the compressibility of bubble-liquid mixture corresponding to the status of mean flow field. Numerical results of cavitating water jet issuing from an orifice nozzle are presented and its applicability to intensively cavitating jets is demonstrated. However, the effect of impact pressure caused by collapsing of bubbles is neglected, and effectively coupling of the present compressible mixture flow method with the dynamics of bubbles remains to be a challenge.     

基于SPH方法挑流水舌的数值模拟研究

以数值模拟挑流水舌的运动特性为目标,采用光滑粒子动力学方法,根据水气两相流的运动规律,建立掺气水舌的SPH数学模型,根据空气阻力的作用特性和自由表面判据,得到了空气阻力的计算关系式,提出了掺气水舌的SPH数值解法。针对桓仁水电站泄洪雾化,进行了掺气水舌的SPH数学模型实例研究,所得到的光滑粒子运动图像刻画了挑流水舌与空气的相互作用,模拟了挑流水舌的掺气过程,并得到了掺气水舌的厚度和速度随其曲线长度的变化关系。结果表明,桓仁水电站挑流水舌的外缘挑距模拟值为82.2 m,原型观测数据为80.2 m,计算误差为2.49%。掺气水舌的挑距模拟值与其原观值基本一致,证明了掺气水舌SPH数学模型模拟挑流水舌运动的有效性和可靠性。     

The simulation of multiphase flow field in implantable blood pump and analysis of hemolytic capability

The numerical simulation of the axial flow impeller blood pump NIVADIII is carried out by using a CFD multiphase flow model. The hydrodynamic performance of the pump and the flow field in the pump are analyzed, and the shear stress distribution is obtained. A hemolytic prediction model based on the shear stress is built based on the calculation results, and it can be used for quantitative predictions of the hemolytic behavior of a blood pump. Hemolysis tests in vitro were performed 6 times with fresh bovine blood. At each time, the flow of the pump NIVADIII is 5 L/min and the outflow tract pressure is 100 mmHg. According to the tests, the plasma free hemoglobin (FHB) content and the hematocrit (HCT) are measured after 0 s, 0.5 s, 1 s, 1.5 s, …4 s. At the end of each experiment Normal Index of Hemolysis (NIH) of NIVADIII is calculated. The average of NIH is 0.0055 g/100L, almost identical with that obtained from the hemolytic prediction model. This method can be applied in the selection stage of a blood pump.     

立式轴流泵装置飞逸过渡过程数值模拟

为了研究立式轴流泵装置飞逸过渡过程的水动力特性,以引江济淮工程派河口泵站为研究对象,采用Fluent 16.0与UDF二次开发程序相结合的数值模拟方法,对立式轴流泵装置的飞逸过渡过程进行了全流场数值计算,获得了机组在飞逸过渡过程中的转速、流量、扭矩、轴向力等外特性参数的变化以及肘形流道内流线的演化特性。研究结果表明：平均扬程下,泵装置飞逸转速约为218.99 r/min,与模型试验换算至原型的值215.33 r/min之间的相对误差为1.69%;飞逸过渡过程中水泵叶轮最大轴向力为225.93 kN,轴向力方向与重力方向相反,小于水泵叶轮自重342.12 kN,整个飞逸过渡过程中水泵机组不会发生“抬机”事故,飞逸过渡过程中肘形流道内出现了高度螺旋状的涡带。研究成果可为今后立式轴流泵装置的设计提供参考与借鉴。