离心泵叶轮内部三维湍流流动的分析

为研究离心泵内部伴有盐析的复杂液固两相流动问题,首先需要了解在清水状态下,其内部真实流动现象的物理本质.为此,基于N-S方程和标准的k-ε湍流模型,利用FLUENT 6.1对清水状态下离心泵叶轮内部的三维湍流场进行了数值模拟,并运用先进的测量仪器PIV对改进设计后的化工离心泵叶轮内部流场进行了测量,给出了其相对速度分布图.同时,结合数值计算与试验研究,对离心泵叶轮内部流场进行了初步分析.试验结果表明,计算所采用的模型的修正方法基本符合离心泵内部流动的实际情况.

气液固三相湍流流动的E/E/L模型与模拟

采用基于双流体模型与粒子分散模型相结合的方法 ,建立了一个用于描述气液固三相湍流流动的Eulerian/Eulerian/Lagrangian模型 (简称E/E/L模型 ) .在Euler坐标系中考虑了气液两相 ,利用双流体模型来表述气液两相的相互关系 ;同时在Lagrange坐标系中考察了颗粒的运动 ,并把颗粒对气液两相的影响耦合于双流体模型中 .以流化床内气液固三相湍流流动为例进行的数值模拟结果与实验结果吻合良好 .所提出的模型及其模拟具有很好的准确性和可靠性 。

幂律流体突扩管道湍流流动的研究

考虑幂律流体的本构关系 ,结合流动指数的影响 ,建立了适用于幂律流体的N S动量方程和湍流模型方程 ;采用SIMPLE算法 ,对不同流动指数的幂律流体突扩管道湍流流动进行了数值计算 ,计算结果和实验数据吻合较好 .对计算结果进行分析后发现 ,对于不同流动指数的幂律流体 ,其湍流变化趋势不同 ,从而揭示了流动指数对幂律流体突扩管道湍流流动有重要影响 .

应用基于RNG方法的湍流模型数值模拟钝体绕流的湍流流动

首次采用基于 RNG方法的湍流模型对绕流钝体后尾流流场进行了数值模拟。计算在任意非正交曲线坐标系下 ,采用非交错网格的有限体积法求解二维不可压 N- S方程 ,计算结果与实验数据以及与采用标准的 k- ε两方程湍流模型计算的结果进行比较 ,结果表明基于 RNG方法的湍流模型对于与时间相关的大尺度运动——旋涡脱落的尾流的详细结构 ,能够给出真实的模拟。

内环肋管道中湍流流动与换热的数值模拟

采用K-ε模型和壁面函数法对内环肋管道的湍流流动和换热进行了数值模拟.全面分析了流动特性对换热的影响,包括阻力因子和换热系数随雷诺数、肋高比和肋距比的变化关系.结果表明,努谢尔特数随雷诺数的增大近似线性增大,在肋高与管径之比为0 04～0 12,Re=20000～70000内,肋间距与管径之比为8时,阻力系数与努谢尔特数将达到最大.从而得到确定内环肋管道换热规律的重要依据.

内燃机缸内几种湍流流动涡粘度模型的比较

将几种湍流涡粘度模型 ,即压缩修正的 k-ε模型、RNG- k-ε模型和修正的非线性三方程模型用于计算内燃机缸内的湍流流动 ;对计算结果进行了分析 ,并与实验数据作了对比。结果表明 :RNG- k-ε湍流模型的计算结果较 k-ε模型有所改进 ,而修正的非线性三方程模型则克服了涡粘度模型不能反映平顶活塞压缩上止点处雷诺应力各向异性的缺点 ,在定量和定性上明显优于各种 k-ε模型。

输卤泵叶轮内部湍流流动的分析

混流式输卤泵内部伴有盐析的液固两相流动问题非常复杂,首先需要了解在清水状态下,其内部真实流动现象的物理本质。为此,该文基于N av ier-S tokes方程和标准的κ-ε湍流模型,首次模拟了清水状态下输卤泵叶轮内部的三维湍流场,并运用实验手段对叶轮进出口流场进行了测量,给出速度和压力分布图。同时,结合数值计算与实验研究,对输卤泵叶轮进出口流场进行了初步的理论分析。实验结果表明,计算所采用的κ-ε模型的修正方法基本符合此型泵内部流动的实际情况;并认为叶轮进口处特殊的轴向速度分布,对叶片的改进设计值得注意。提出的结论、观点将为今后该型泵内部卤水流动研究提供依据。

旋流燃烧室内同向和反向旋转射流湍流流动的数值模拟

针对发展高效低污染旋流燃烧技术的需要 ,对旋流燃烧室内两股同轴旋转射流相互作用的湍流旋流流动进行了数值模拟 .计算中采用了一种新的代数Reynolds应力模型和QUICK离散格式 .在两股射流同向旋转和反向旋转两种条件下 ,将模拟得到的燃烧室内湍流旋流流动的时均气体轴向速度场。

柱坐标系下圆筒型反应器内三维湍流流动的数值模拟

本文以ＳＩＭＰＬＥ算法为基础并采用特殊网格方法消除柱坐标系极点奇异性，通过对Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程进行数值求解实现了圆筒形反应器内三维湍流流动的计算．开发的计算程序已得到较好应用．

立式轴流泵装置的三维湍流流动数值模拟

采用三维湍流数值模拟方法对南水北调东线工程某泵站立式轴流泵装置进行了优化水力设计研究工作;分别建立了轴流泵模型和立式轴流泵装置几何型体数学模型,并分别对轴流泵模型和立式轴流泵装置的内部流动进行了三维湍流数值模拟,计算所得的轴流泵模型的水力性能与模型试验的结果一致;轴流泵装置数值计算所得的水力性能与装置模型试验结果的基本规律相符。计算结果表明:采用数值计算的方法研究立式轴流泵装置内部的三维湍流流动及其水力性能是可行的,在此基础上对立式轴流泵装置进行深入的优化水力设计,可以最大限度地提高泵装置的水力性能。

气化炉洗涤冷却室内气液两相湍流流动特性的数值模拟

建立分别描述气相和液相湍流的两相湍流欧拉-欧拉双流体模型,模拟新型水煤浆气化炉洗涤冷却室内气体穿越液池过程中的气液两相流动特性。通过与试验结果的对比,表明该模型能对气化炉洗涤冷却室内的气液流动进行较好的预测。研究发现,气体在反折向上流动过程中,在冷却管外壁面聚集并主要沿冷却管边缘上升,且具有较大的上升速度;气液湍动能主要发生在冷却管出口及冷却管外壁面附近;洗涤冷却室内分隔板的存在促进了气体的扩散,使气相在液池内的分布更广,能有效抑制液面的波动,有利于装置的稳定运行。

管壳式换热器壳侧湍流流动与换热的三维数值模拟

综合应用体积多孔度、表面渗透度和分布阻力方法建立了适用于准连续介质的N S修正控制方程 .用改进的k ε模型考虑管束对湍流的产生和耗散的影响 ,用壁面函数法处理壳壁和折流板的壁面效应 ,对一管壳式换热器的壳侧湍流流动与换热进行了三维数值模拟 .对计算结果进行了归纳 ,并与换热器冷态实验、前人的研究结果进行了对比分析 ,从而证明了该方法能更有效地模拟管壳式换热器壳侧的流动特性 ,压降实验数据和计算结果符合良好 .

复杂湍流流动的混合RANS/LES方法研究

混合RANS/LES方法是近年来复杂湍流模拟的重要方法。简要回顾了混合RANS/LES模拟方法的发展历程,着重总结和分析了分离涡混合模型、类Menter SST混合模型以及湍流能量谱一致混合方法三类混合模型的构造方法和发展历程,对这三种方法的应用以及优缺点进行了简要评述,最后指出了混合RANS/LES方法发展应该兼顾的问题,为下一步的混合RANS/LES模拟提供了参考。

旋流燃烧室内气体-颗粒两相湍流流动的数值模拟

综合应用代数Reynolds应力模型和流体相脉动速度大小和方向均具有随机性的颗粒相随机轨道模型 ,对旋流燃烧室内有直流射流与旋转射流相互作用的气 固两相湍流流动进行了数值模拟 .得到的气相轴向与切向速度和轴向脉动速度均方根值分布以及颗粒相轴向总质量流通量和轴向与切向速度分布与实验基本相符合 ,并比对气相湍流采用k ε模型的相应计算结果有较明显的改进 .

不可压湍流流动K-ε两方程模型参数辨识

本文提出了不可压湍流流动情况下标准 K -ε两方程模型的参数辨识方法 ,并对轴对称管道流动、二维后向台阶流动、轴对称突扩管道流动下的模型参数进行了参数辨识与分析 ,得到了一些初步结论 :( 1)参数辨识方法是确定湍流模型经验参数值的一种有效方法 ;( 2 )参数辨识结果受数值计算精度和流动特性影响很大 ;( 3)由于标准 K -ε两方程模型本身还有缺陷 。

旋转矩形通道内湍流流动与换热的直接数值模拟

对旋转矩形通道内的湍流流动和换热进行了直接数值模拟.非稳态N-S方程的空间离散采用二阶中心差分法,时间推进采用二阶显式Adams-Bashforth格式.分析了旋转对通道截面上主流平均速度、截面流速以及截面平均温度的影响,结果表明:在不考虑离心力的作用时,随旋转数的增大,管道截面的平均速度减小,平均湍动能减小,与静止时相比,旋转数为1.5时平均湍动能减小了33%;在考虑离心力的影响时,对于径向旋转轴向出流,平均速度增大,平均湍动能增大,而对于径向旋转轴向入流,结果相反.在旋转数为1.5时,与不考虑浮升力相比,对于径向旋转轴向出流,平均湍动能增大了17%,而对于径向旋转轴向入流,平均湍动能减小了43%.

幂律流体在圆管内湍流流动剪切率的近似计算

根据剪切率和能量耗散率的定义 ,建立了幂律流体湍流剪切率与能量耗散率的关系式。参照文献上对不可压缩牛顿流体湍流能量耗散率的近似算法 ,提出了一种幂律流体管内湍流能量耗散率的近似算法 ,从而得到了幂律流体管内湍流剪切率的实用近似算式 ,再利用湍流剪切率与脉动流剪切率的关系即可得到脉动流剪切率。

连铸中间包内三维湍流流动的数值模拟

连铸中间包的操作条件决定了其内流动现象的复杂性，为此，本文选择两种不同的湍流模型k-ε和LES（Largeeddysimulation），建立了描述连铸中间包内三维湍流流动的数学模型，并实施了数值计算和模型验证，对单流中间包内的流动现象进行了描述，考察了有、无流动控制情况下中间包内的流动特征和湍流模型的合理性.结果表明，合理的流动控制有利于中间包内非金属夹杂的上浮和吸附，用k-ε模型基本上能够描述中间包内的流动现象，LES则能描述用k-ε模型所不能很好描述的现象。

环形窄缝通道湍流流动换热特性分析

对双面加热环形窄缝通道内单相流动换热进行分析研究,提出了理论预测模型。基于该模型,对窄缝宽度分别为1.0、1.5、2.0 mm的环形通道单相湍流流动换热系数进行了理论计算,并与实验结果进行了对比,理论预测值与实验结果符合较好。研究表明:内外加热热流密度比对环形窄缝通道内的湍流流动换热过程有显著影响,在双面加热情况下,窄缝对流动换热过程强化与否,取决于内外管加热热流密度比及流动状态,即Re大小。