不同护卫舰船型飞行甲板气流场特征研究

为了研究舰船气流场特征,对简化船型SFS1和SFS2以及实体护卫舰船型进行数值模拟,与风洞实验数据对比验证,分析了飞行甲板周围气流场特征．通过对SFS1船型的计算,得到了舰船中心表面压力系数的分布,发现涡在机库顶端分离、脱落并且再附着于飞行甲板,验证了飞行甲板表面马蹄涡的存在．算例结果表明护卫舰船体结构对空气的阻滞作用是涡分离和脱落的重要驱动力．对于实体护卫舰船型分别计算了0°和右舷30°风向角时的气流场工况,分析发现机库结构的形状和尺寸会影响飞行甲板周围涡旋的强度和位置．在0°风向角时,机库门敞开有助于改善飞行甲板的气流场状况．     

护卫舰气流场数值计算研究

为了研究护卫舰直升机平台气流场特征,提高舰载机起降安全性,利用FLUENT对孤立护卫舰简化船型SFS2进行数值模拟.计算结果与风洞实验数据对比验证,分析准确计算直升机平台周围气流场特征的数值计算方法.讨论不同网格数量,求解方法对流场计算结果的影响.利用FLUENT的UDF接口,加载在剪切流场中有更好表现能力的LK和MMK湍流模型,提高舰船气流场计算数据准确性.研究表明,气流场计算中使用稳态计算结果可以满足计算精度同时节省计算时间,LK和MMK模型可以更好地应用于护卫舰气流场计算,研究结果可以为气流场工程计算提供重要参考.     

轴流泵内部三维湍流场数值模拟

设计了一900型号的轴流泵,进行了轴流泵全流道的三维造型和数值模拟,数值模拟采用基于雷诺平均Navier-Stokes方程和标准模型,采用了SIMPLEC算法．通过数值模拟得出了叶片表面速度和压力分布规律．通过分析结果表明：叶片表面的相对速度沿径向逐渐增大,其分布规律符合圆柱层无关性假设;叶片发生汽蚀的危险区域位于叶片外缘进口边到出口边约1／4处;叶轮出口处流场呈螺旋形向外运动趋势．     

濒海战斗舰气流场数值计算研究

为研究濒海战斗舰(littoral combat ship,LCS)的飞行甲板空气尾流场特性,本文采用仿真软件对"独立级"濒海战斗舰(Independence-class littoral combat ship,LCS-2)进行分析计算,将LCS-2的流场仿真数据与孤立护卫舰简化模型(SFS2)的仿真分析和风洞试验数...     

三维湍流轿车外流场数值模拟

采用椭圆型方程生成空间网格,运用有限容积法和Ｋ－ε模型计算了三维湍流轿车外流场。相应的模型试验表明,两者结果基本一致。     

空调房间内热舒适度的数值模拟

为研究空调房间内的热舒适度,应用κ-ε湍流模型和数值模拟方法,对有内热源房间内三维温度场、速度场及热舒适指标进行了数值模拟,模拟了4种典型的气流组织形式,同时在对热舒适度评价时引入了有效吹风温度EDT及气流分布性能指标ADPI。结果表明,4种气流组织形式都能满足人体对舒适度的要求,其中散流器送风方式效果最好。     

基于Ahmed模型的外流场数值模拟

使用几种常见的湍流模型,应用Fluent软件对后背倾角为25°的Ahmed模型外流场进行稳态数值模拟,将结果与已有相关文献中的试验数据进行对比,找出最适合进行稳态模拟的湍流模型。采用DES(分离涡模拟)法对Ahmed模型外流场进行瞬态数值模拟,并将结果和稳态模拟进行比较。结果表明:在时均值方面,DES法和RANS(雷诺时均模拟)法差别不大;但在捕捉尾部含能结构方面,DES方法更有优势,能更好地反映类车体的尾流特征。     

三维湍流轿车外流场数值模拟

采用椭圆型方程生成空间网格,运用有限容积法和Ｋ ε模型计算了三维湍流轿车外流场。相应的模型试验表明,两者结果基本一致。     

螺旋槽管强化传热数值模拟及其场协同分析

利用Fluent软件分别对光管、单头螺旋槽管及双头螺旋槽管传热及管内流动情况进行模拟,得到了湍流状态下管内流场分布云图,并从场协同理论出发,分析了螺旋槽管强化传热机理.仿真结果显示,在低雷诺数条件下,螺旋槽使管内产生较多的二次流,速度在横截面上的分量增加,努塞尔数保持为光管的1.6~2.2倍,换热性能优于光管,并且双头螺旋槽管的换热性能要优于单头螺旋槽管.但随着雷诺数的增加,场协同角逐渐接近90°,努塞尔数增加趋势变缓,换热性能增加量变缓,而且当雷诺数较高时,螺旋槽管的阻力系数急剧上升,换热性能不及光管.     

几种典型地质模型的地震波场数值模拟

在地震波场数值模拟中,边界条件的选取、差分方程的稳定性条件和收敛性以及频散的消除对于模拟质量至关重要。在综合考虑这些影响因素的基础上,对二维声波方程采用有限差分方法,利用二阶吸收边界条件,模拟了均匀模型、层状模型、断层模型、背斜模型等几种典型介质模型的地震波场。模拟结果揭示了参数的选取对模拟精度的影响程度。通过泰勒级数展开推导得到有限差分波动方程,造成离散的波动方程固有误差的存在。差分阶数越低,频散越严重;相反,有限差分的误差就越小,就越接近于精确解;此外,空间和时间采样间隔越大,会加快计算速度,同时可能会产生网格频散,故在有限差分数值模拟的过程中必须同时兼顾模拟的精度和速度。     

舰船尾部结构对直升机操作区流场的影响

为研究舰船尾部结构对流场环境的影响,以典型护卫舰简化模型SFS1为对象,选用通用软件ANSYS ICEM划分结构化网格并用ANSYS FLUENT标准k-ε湍流模型模拟了机库门开闭不同状态、不同机库高度及不同飞行甲板长度等特征结构的变化对直升机操作区气流场的影响.通过分析流场中的速度、压力等物理量,对比了不同工况下的流场环境.对比结果显示,机库高度越低、飞行甲板长度越长舰载机操作区的流场环境越好,机库门半开时流场环境较机库门关闭和全开状态时差,但是机库门关闭和全开两种状态相比没有明显的优劣之分.这可为在役舰船的改造和再建舰船的优化设计提供理论依据和数据支持,进而有效改善舰载机起降时的流场环境,提高海军指挥直升机进行安全着舰的能力.     

Numerical simulation and analysis of water flow over stepped spillways

Numerical simulation of water flow over the stepped spillway is conducted using Mixture multiphase flow model. Different turbulence models are chosen to enclose the controlling equations. The turbulence models investigated are realizable k-ε model, SST k-ω model, v2-f model and LES model. The computational results by the four turbulence models are compared with experimental ones in the following aspects: mean velocity, the spanwise vorticity and the growth of the turbulent boundary layer thickness in the st...     

阶梯溢流坝水流特性数值模拟

采用Mixture模型对阶梯溢流坝气液两相湍流进行模拟,湍流模型分别采用Realizablek-ε模型和RNGk-ε模型.针对非掺气区域的坝面平均速度、边界层厚度沿水流方向的变化以及边界层内速度分布等,进行了水流特性分析,并将两种湍流模型的计算结果与实验结果进行了比较.结果表明,Realizablek-ε湍流模型能够更好地模拟出阶梯溢流坝的水流特性.     

水泥混凝土桥面铺装力学行为数值分析

为了分析桥面铺装层的力学特性及其影响因素,结合桥面铺装的结构形式建立了有限元模型,分析了不同水平制动力系数、铺装上下面层材料模量组合及铺装层厚度变化对铺装层内力学状态的影响规律．结果表明,不同的水平载荷对铺装层内的主应力影响较小,而对铺装层内的剪应力影响较大;随着水平载荷的增加,铺装层及防水粘接层内的最大剪应力呈线性增大的趋势;随着铺装层组合模量的提高,铺装层内的主应力变化较小,而层间剪应力相应减小,但变化的幅度较小;增加铺装层的厚度对主应力的影响很小,随着厚度的增加层间最大剪应力减小．研究结果可为桥面铺装材料的选择和结构设计提供理论参考．     

扑翼柔性变形对悬停气动特性影响的数值研究

为研究扑动飞行器悬停时扑翼的变形给气动力及周围流场带来的影响,通过求解二维Navier-Stokes方程,分析了扑翼气动力及其周围流场结构随扑翼柔性变形的变化规律.结果显示,当扑翼在悬停扑动时,适当的柔性变形可以提高升力,增大升阻比,有效地改善气动特性.但是,过度的柔性变形会使扑翼的气动特性恶化,升力和升阻比随着过度的变形而减小.     

Numerical simulation of flow around square cylinder using different low-Reynolds number turbulence models

ABE-KONDOH-NAGANO, ABID, YANG-SHIH and LAUNDER-SHARMA low-Reynolds number turbulence models were applied to simulating unsteady turbulence flow around a square cylinder in different phases flow field and time-averaged unsteady flow field. Meanwhile, drag and lift coefficients of the four different low-Reynolds number turbulence models were analyzed. The simulated results of YANG-SHIH model are close to the large eddy simulation results and experimental results, and they are significantly better than those of ABE-KONDOH-NAGANO, ABID and LAUNDER-SHARMR models. The modification of the generation of turbulence kinetic energy is the key factor to a successful simulation for YANG-SHIH model, while the correction of the turbulence near the wall has minor influence on the simulation results. For ABE-KONDOH-NAGANO, ABID and LAUNDER-SHARMA models satisfactory simulation results cannot be obtained due to lack of the modification of the generation of turbulence kinetic energy. With the joint force of wall function and the turbulence models with the adoption of corrected swirl stream,flow around a square cylinder can be fully simulated with less grids by the near-wall.     

基于微分雷诺应力湍流模型的车辆气动特性的数值模拟

针对Ahmed标准汽车模型,采用含有二阶矩的微分雷诺应力模型(DRSM)对车辆外流场进行了数值模拟,对照风洞试验,获得了气动阻力系数以及3个尾流横截面中速度矢量分布等结果。参考RNGk-ε模型,对比分析了DRSM数值模拟的气动阻力系数与试验值之间的误差及误差产生原因。结果表明,DRSM模型在车辆外流场模拟中有更高的计算精度,可正确地获得包括车辆尾流中的二次流等在内的复杂气动特性。     

模型试验的数值仿真——深圳大盐共同沟安全研究

根据模型试验,数值模拟了在带有燃气管道的共同沟中燃气泄漏后的浓度分布,并对浓度分布情况进行分析.对比模型试验结果发现,在气体泄漏点的一定范围内,标准kε湍流计算模型能够模拟燃气的泄漏,数值计算的燃气浓度能够满足工程精度要求.数值分析表明,实际工程可以用标准kε湍流数值模型来模拟.     

航班运行系统仿真建模分析

为研究航班计划的运行效率及其在突发扰动下的鲁棒性,将计算机仿真技术应用于航空运输系统,结合分类与航班过站时间的Logistic分布拟合等,通过模拟飞机起飞/降落、滑入/滑出、过站保障和航段飞行等运行过程,建立了含有118个国内主要机场的航班运行仿真模型,在Flexsim平台上实现了大型航空公司航班计划运行仿真.此模型可以模拟正常和流控等不正常情况下的航班运行,并输出延误时间、正常率、飞机利用率、缓冲时隙等评估指标.案例分析结果表明:模型较准确地模拟了航空公司航班的实际运行情况.在正常情况下,对输出指标分析可以确定航班计划中导致延误的重点环节;在流控情况下,可以发现航班延误的范围呈扩散趋势,传播方向沿航班串向下,且延误时间逐渐减少,受直接影响航班过站时间大幅增加,受牵连影响航班过站时间减少.