高温超音速喷流噪声场分布特性研究

为了研究高温超音速喷流噪声特性,针对高温超音速喷流流场进行三维非稳态数值模拟,根据其湍流结构确定声源面并通过FW-H方程求解远场某点的声压级分布,分析高温超音速喷流噪声场分布规律以及喷管出口马赫数对喷流噪声场的影响.研究表明,该方法得到的计算结果与试验结果基本吻合,高温超音速喷流噪声具有很强的指向性;在特定工况下声压级峰值高达150 dB以上,喷管出口马赫数从2.5增加到3.0,相同观测点的声压级峰值增高10 dB左右.     

主冷却剂泵三维流场数值模拟与分析

为深入理解和分析高温高压工况条件下某主冷却剂泵性能,采用计算流体力学方法(CFD)对其内部复杂的三维流场进行了数值模拟与分析.建立了某主冷却剂泵各部件几何模型,并对其进行网格划分.通过求解RANS方程对主冷却剂泵内部三维流场进行数值求解,湍流流动采用SST模型进行模拟.计算得到该泵在高、低设计转速时的扬程、功率和效率等性能参数.计算结果与试验数据相比较,误差在4%以内.分析表明采用CFD方法模拟结构复杂的主冷却剂泵内部流动是可行的.     

数值模拟二元喷管的三维可压粘性流场

发展了一种用扫描有限元素法求解二元喷管内部湍流流场的数值模拟方法，并提出了ＮＳ方程中二阶导数项新的离散方法，推导了更完善、更简洁的扫描有限元方程的表达式。用本文发展的方法对二维平面收扩喷管、两个大宽高比的二元喷管（宽高比分别为７和４）及其圆转方转接段的三维粘性流场等算例的计算结果表明，该方法具有较宽广的适用范围，有较高的应用和研究价值。     

非结构混合网格下的三维舵面流动计算研究

运用非结构混合网格上N S方程的求解技术对三维舵面的粘性绕流进行了计算研究。在物面粘性作用区,运用改进的推进层方法生成三棱柱、金字塔和四面体型混合网格;在其它流动区域采用阵面推进方法生成四面体网格。采用基于重构中心格式的格心有限体积法和SPALART-A LLM ARAS一方程湍流模型对N S方程进行空间离散,运用通量线化假设和最大特征值方法进行雅可比矩阵分裂来实现隐式高斯-赛德尔时间迭代。以某带舵面偏转的机翼模型为数值算例,系统地计算和分析了迎角、舵偏角及马赫数对舵面气动特性和舵面流动分离的影响,并将计算得到的舵面铰链力矩与实验结果进行了对比验证。数值算例表明:该方法可以为三维舵面气动力和铰链力矩的计算与分析提供有效的数值工具。     

板坯连铸机中间包流场研究

应用湍流流动的数学模型研究板坯连铸机中间包内钢液的流动,该模型包括求解三维湍流的Navirt-Stekes方程和K-ε两方程的湍流模型。对宝钢板坯连铸机中间包的流场作了模拟与分析,结果证明宝钢连铸机中间包的流场方式是合理的。     

旋流燃烧室内流场PIV测量误差修正方法的研究

对微型燃气轮机旋流燃烧室内湍流流动PIV测量中产生的非轴对称性误差的原因进行了分析,提出了基于CFD技术的旋流燃烧室内湍流流动PIV测量误差的修正方法,将修正后的实验数据与数值计算结果进行了比较.结果表明,该修正方法可以有效地减小旋流燃烧室内湍流流动PIV测量中产生的非轴对称性的误差.     

基于新的描述湍流耗散方程的k-ζ两方程湍流模型的数值算法研究

对Navier-Stokes方程进行雷诺平均后出现的各关联项建模,通过新的描述湍流脉动耗散的变量构造耗散方程,建立是k-ζ两方程湍流模型,研究了k-ζ两方程湍流模型的数值求解方法.通过求解有限体积法离散的RANS流动控制方程,数值模拟了平板,翼型,机翼等不同湍流流场,并与理论解、实验值及SST k-ω模型进行比较,全面考察了k-ζ两方程湍流模型在湍流流场计算中的准确性及适用性.数值计算表明,通过建立新的耗散方程研究湍流的方法是可行的,目前的k-ζ两方程湍流模型具有良好的数值稳定性,并且计算结果要优于或者至少与传统的两方程模型精度相当.     

利用开源CFD程序计算可压缩流场

针对可压缩流动问题,在开源CFD程序OpenFOAM上开发相应的求解程序.采用绝对坐标系下的Favre平均Navier-Stokes控制方程组和标准k-ε湍流模型.数值计算时,对流项和扩散项分别采用二阶精度TVD格式和二阶中心差分离散,求解离散后的方程组采用SIMPLER算法.通过对不同的马赫数下凸包流动和带有湍流模型...     

拟压缩性方法求解三维定常不可压缩Navier－Stokes方程

应用在连续性方程中增加压力对时间导数项的拟压缩性方法，数值求解三维定常不可压缩Ｎａｖｉｅｒ—Ｓｔｏｋｅｓ方程。提供了一种新的当地时间步长，大大加快了Ｂｅａｍ－Ｗａｒｍｉｎｇ近似因式分解格式的收敛速度。选用修正的Ｂａｌｄｗｉｎ—Ｌｏｍａｘ代数湍流模型，计算绕尖头旋成柱体的大迎角脱体涡流动，得到与实验相符的结果。     

三维流场的数值计算方法

本文利用压力修正法对三维湍流N-S方程求数值解,求解过程中采用控制容积法、混合格式、交错网格、欠松驰因子等技术手段保证迭代收敛,求解过程编制成一个计算机软件,并对连铸机中间包内钢水流动作了计算,结果与实际钢水流动相当吻合。