改良楔形叶片旋转空化器水动力学特性数值模拟分析

[目的]旋转空化器是通过高速旋转的叶片在水中产生超空泡来满足不同工程实际应用需求,有必要对叶片形状进行改良设计以提高其工作性能,探究叶型改良对空化器水动力学特性的影响。[方法]首先,针对旋转空化器楔形叶片的原始叶型进行改良设计,建立叶片改型前、后旋转空化器的三维几何模型;然后,基于ANSYS Fluent软件对原始叶型和改良叶型空化器在不同转速下的自然空化流场开展数值仿真计算;最后,根据计算结果对二者的水动力学特性进行对比分析。[结果]结果显示,相比原始叶型,改良叶型产生的空泡除存在于叶片出口边外,还可以存在于副进口边,这两部分的空泡会随着转速的升高而逐渐连接成一个整体,因而改良叶型空化器产生的空泡尺寸更大,产生的自然空化更强;改良叶型在叶根处产生的空化效应较强,而原始叶型在叶尖处产生的空化效应更强;当转速较高时,改良叶型产生的空泡会与旋转空化器装置的四周壁面接触,导致空泡尾部形态沿半径呈直线型变化。[结论]所做研究可为旋转空化器的设计和应用提供重要参考。

低Weissenberg数黏弹性流体中单气泡上浮运动特性研究

使用VOF法数值研究了气泡在黏弹性流体中的上浮运动,黏弹性模型选用Oldroyd-B模型.在低Weissenberg数(Wi)下,研究了黏性力、松弛时间、表面张力和黏度比对气泡上浮运动的影响.结果表明,当黏性力和弹性力较大(如Ga=2,Wi≥0.5和β=0.2)时,气泡尾部会出现“尾缘尖”现象,“尾缘尖”现象随着弹性的增强和表面张力的减小变得明显;当弹性较弱(如Wi=0.1)时,“尾缘尖”现象消失,气泡呈为帽形;当表面张力较大(如Eo=1)时,气泡呈现为纵向拉长的椭圆形,尾部特征不明显;在黏弹性流体中,表面张力对气泡的影响与在黏性流体中的相似;气泡在上浮过程中,随形状的变化,表现出“持续加速到稳定”和“加速-减速-再加速到稳定”两种上浮形式,在黏弹性流体中,气泡的上浮速度高于在纯黏性流体中的上浮速度;气泡周围的弹性应力与流体的黏度和松弛时间有关,随着黏度的减小和松弛时间的增大,弹性应力作用范围变宽.

厢式货车尾部打孔装置减阻特性研究

对厢式货车周围流场进行了CFD数值模拟,分析了产生气动阻力的主要原因,在此基础上,设计了一种可以消除尾部漩涡场的新型打孔式空气动力学附加装置,并将装置进一步改进得到其优化模型。基于RNGk-ε紊流模型进行数值计算,分析货车周围速度场及其表面压力场,获得该新型附加装置的理论减阻率及其减阻机理。结果表明该空气动力学装置改善了厢式货车尾部湍流场,在前端加装导流罩的基础上进一步获得了6.04%的减阻率。研究结果为厢式货车的减阻节能研究提供了理论依据和有价值的参考。

厢式货车减阻研究

为了减少厢式货车在行驶过程中所受到的气动阻力,从而达到节能减排的目的,本文设计适于厢式货车使用的新型空气动力学附加装置并基于商业软件FLUENT中的RNGκ-ε紊流模型进行数值计算。结果表明:该新型空气动力学装置明显地改变了厢式货车周围流场特性;同时分析速度场和货车表面压力场,获得了该新型附加装置的理论减阻率及其减阻机理。

车头车厢间距对厢式货车气动特性影响研究

减少厢式货车行驶过程中受到的空气阻力可有效降低车辆功耗。本文基于RNGk-ε紊流模型对厢式货车周围湍流流场进行了CFD数值模拟,探讨了厢式货车车头与车厢的间距对气动特性的影响。针对车头与车厢的间距设计了一种封闭该间距的车头车厢连接罩,并通过数值计算分析了其减阻效果。结果表明:对于原型货车模型,车头与车厢之间的间距存在一个最佳值使厢式货车具有最小的气动阻力系数;车头车厢连接罩明显改善了其气动特性,在设置车顶前部导流罩的基础上进一步获得了7.43%的减阻率。

旋转超空泡蒸发器抽汽参数选取的数值模拟

应用超空泡原理,提出一种新型的海水淡化装置——旋转超空泡蒸发器.为研究从空泡中抽取蒸汽对旋转超空泡蒸发器水动力学特性的影响并确定抽汽量,对一定转速和不同抽汽量下的旋转超空泡蒸发器超空化流动进行数值模拟.结果表明:抽汽量随抽汽压力的降低而线性增大.相比未抽汽工况,抽汽对超空泡的面积和体积有较大影响.抽汽后抽汽量的变化对超空泡面积和体积的影响较小.

混流式水轮机偏工况运行的大涡模拟方法验证

为更准确地预测混流式水轮机在偏离最优工况时的内部流动特性和外特性,采用大涡模拟方法(LES)对其进行数值研究,针对LES方法,对比单相流计算和空化模型计算的结果.结果表明:基于空化模型的LES预测混流式水轮机内部流场比单相LES更为精确,偏工况下,多相流LES计算能捕捉到更准确的叶道涡结构和尾水管涡带结构.对比模型实验结果表明,LES计算能更好地预测水轮机的外特性,包括流量曲线和效率曲线.基于非定常的水轮机内部流动的LES,使用Q方法提取转轮区的空化叶道涡和尾水管涡带,研究叶道涡的高频运动和涡带的低频演化规律,在活动导叶开度10 mm、单位转速64.9 r/min工况下,叶道涡演化频率为转频的15倍,而涡带演化频率为转频的0.4倍,和实验结果相符合,验证了在复杂三维流动中LES方法的准确性.

楔形叶片旋转空化器叶型改进数值模拟研究

旋转空化器是一种通过叶片在水中高速旋转产生超空泡以实现不同工程实际应用的装置,本文对双叶片旋转空化器现有楔形叶片进行改型,建立了三种不同叶型的空化器三维几何模型,并采用ANSYS FLUENT软件对其产生的空化流场进行数值模拟,对比分析了其水动力学特性。结果表明,相同转速下,叶型2(改进叶型)产生的空泡尺寸最大,叶型1(原型叶片)次之,叶型3(改进叶型)最小,因而从空泡尺寸的角度来说,采用叶型2的旋转空化器的性能优于采用另外两种叶型的旋转空化器。此外,叶型2的阻力矩最大,但叶型3的阻力矩始终大于叶型1的阻力矩,因此采用叶型2的叶片改型更为合理。

锥形叶片旋转空化器数值仿真研究

通过高速转动的叶片形空化器,可形成可控的超空泡。对于旋转超空泡的研究,非常重要而又十分复杂。本文采用数值仿真计算的方法,建立三维几何模型,采用Ansys Fluent软件进行模拟求解,对四叶片旋转空化器的工作特性进行分析。研究结果表明,旋转空化器形成的超空泡具有很强的规律性。在超空泡尾部具有明显的溃灭而形成向超空泡内部的射流,射流的产生使得超空泡尾部都具有内凹结构。在低转速下,旋转叶片尖端后部的回流使得超空泡无法覆盖叶片尖端,而随转速的增大超空泡逐渐覆盖叶片的尖端后部。旋转空化器转速的提升对超空泡的形成具有很明显的作用,形成的超空泡体积随转速呈指数增长。本文所得到的超空泡演变规律对旋转空化器的设计和应用都具有重要的参考意义。

旋转空化器中减速板作用的数值仿真研究

旋转空化器是通过在水中高速转动的叶片产生可控超空泡的装置,以此来实现超空泡的利用。前人对于超空泡的研究表明,产生超空泡所需的转速比较大。本文将减速板加入到旋转空化器中,并采用数值仿真的方法,对减速板的工作特性进行分析。研究结果表明,带减速板的旋转空化器产生超空泡的转速得到很明显的降低,产生超空泡的尺寸也明显增大。而减速板对超空泡形态的影响比较有限,超空泡形状特征与没有减速板时形成的超空泡一致,只是超空泡会稍微朝远离减速板方向产生偏移。带减速板的旋转空化器形成的超空泡体积随转速同样呈指数增长,但体积相比没有减速板的旋转空化器要更大。通过本文的研究,明确了减速板在旋转空化器中的作用,对旋转超空泡的产生与应用具有重要的指导意义。

基于MOOC+SPOC的混合教学模式改革与实践

从传统教学模式改革和在线课程建设方面,论述了MOOC和SPOC教学模式的发展现状与特点,结合高等教育课程改革的发展需求,研究了基于MOOC的SPOC课堂教学模式,并结合工程流体力学在线开放课程建设的实践,论述了基于MOOC+SPOC的课程教学设计方法。

减阻剂溶液注入对回转体通气空化的影响

为了探究表面活性剂减阻溶液注入对轴对称水下航行体通气空化特性的影响,本文提出注入位置处于通气空泡之前的布置方式。采用SST k-ω湍流模型、Schnerr-Sauer空化模型和Mixture多相流模型对液态水-蒸汽-空气-减阻剂溶液四相通气空化流动进行数值模拟研究。结果表明:通气量为9.42×10-4 m3/s和2.83×10-3 m3/s时,对于局部空化,注入表面活性剂减阻溶液明显增大了回转体周围空泡的形态、减小了回转体受到的阻力;然而对于超空化,空泡形态变化不明显,且只有摩擦阻力减小。本研究将为减阻溶液控制空化流动的技术提供依据。

沙河抽水蓄能电站技改转轮空化特性分析

沙河抽水蓄能电站投入运行多年,在机组检修期间发现两台水泵水轮机转轮存在空蚀缺陷.为了彻底解决此问题,文中基于对空化发生原因的分析,通过数值模拟对转轮进行了优化设计,并对优化后的转轮开展了模型试验.数值模拟结果表明,优化后的转轮压力脉动较小,效率水平较高,叶片表面压力分布均匀,最低压力分布合理,电站汽蚀余量NPSH p大于转轮初生汽蚀余量NPSH i;模型试验结果表明,在电站正常运行条件下,临界空化系数、初生空化系数均小于电站空化系数.优化后的转轮适合沙河电站改造特点、综合性能优良、空化特性优异,可保证机组长期安全无空化运行、降低检修和管理成本、提高电站经济效益.

海水和表面活性剂对旋转超空泡蒸发器水动力学特性影响的数值模拟研究

为了探究实际条件下海水环境和表面活性剂对旋转超空泡蒸发器(RSCE)水动力学特性和海水淡化性能的影响,通过对实验测量得到的添加表面活性剂CTAC/NaSal的海水的剪切粘度采用Carreau粘度模型进行拟合,并考虑表面张力的影响,对纯水、海水和添加表面活性剂的海水中RSCE在不同转速下的自然空化流动进行了三维定常数值模拟,结果表明相同转速下海水中RSCE形成的空泡尺寸大于纯水中形成的空泡,空化器阻力矩和蒸汽产生量也随之增大,随着转速的升高,海水与纯水工况之间的空泡尺寸、空化器阻力矩和蒸汽产生量的差距均呈减小的趋势.表面活性剂的引入可以略微增大空泡尺寸和蒸汽产生量,同时减小空化器阻力矩的粘性分量,表面活性剂对超空泡状态下RSCE的水动力学特性和海水淡化性能的影响很小.

社会化电商情境下基于感性与理性双元互动的互联网消费决策内在机理探索

Web 2.0时代下,社交媒体平台的快速发展为消费者的决策行为赋能,以信息为核心的价值生态圈成为颠覆传统商业模式的关键驱动力。在信息作为主要外部刺激的社会化电商情境中,消费者经历不同的心理过程,即消费者认知黑箱,从而产生行为意向并做出消费决策。由于社会化电商平台将网络的媒体和市场功能合二为一,因此消费者决策行为亦兼具媒介和货币价值。在刺激—机体—反应的范式下,本文以扎根理论为主要工具,从消费者心理视角出发,延展了传统消费决策的内涵,并对互联网消费决策的内在机理进行有效探索,挖掘出感性与理性的双元互动轨迹。

Web 2.0产消行为:内涵及其价值形成原理

本文在兼具交互性和开放性的Web2.0技术背景下,基于该类互联网平台依赖于用户实现信息的互动、生成和传播的商业模式,选择较为典型的社会化电商平台作为研究情境,将平台用户的访谈和口碑资料作为原始材料,通过扎根理论分析在线消费行为的演化路径,利用参与度和贡献度坐标系描绘各类型用户行为的差异,发现了区别于传统消费行为的生产性特征。在此基础上,归纳提炼了Web2.0用户产消行为(prosumption)的本质内涵,明确了产消价值的结构,并通过逻辑论证说明了产消价值(prosumervalue)形成的原理。

《乡村大世界》开播十五周年专题论坛在京举行

2012年8月20日，第四届新农村电视艺术节论坛——《乡村大世界》开播十五周年专题论坛在中国农业电影电视中心隆重举行。《乡村大世界》是一档带有浓郁乡土气息的节目，既是中央七套的王牌栏目，也是央视知名品牌栏目。经过十五年的风风雨雨，《乡村大世界》在农民观众群中享有很高的知名度和美誉度，深受广大农民朋友的喜爱。

20世纪80年代以来我国硕博士学位论文中关于上古音研究的综述

关于上古的时代界限,学术界一般认为指先秦两汉,如唐作藩先生:"音韵学上所谓‘古音’,指的是韵书产生以前的先秦两汉时代的语音,即上古音。"1也有学者认为不包括两汉,"所谓上古音,传统音韵学上指的是周秦古音。

群自同构全提升本盖结构

根据Ｆｒｙ的群与Ｇｒｕｅｎｂｅｒｇ的扩张范畴（Ｔｒ

群中心扩张与二维上同调群通用系数定理

本文在Ｇｒｕｅｎｂｅｒｇ［３］中给出的范畴（Ｔｒ｜｜Ｇ）之中心自由对象构作基础上进行群Ｇ的中心扩张构作，使用了覆盖图及行生同态Ｅ０为中心自由扩张，文中称作普适覆盖扩张，Ｅ是Ａｂｅｌ群Ａ经群Ｇ的中心扩张。定理１指出是一个二因子次直接和，尽管非交换，因子之一为Ｖ经Ｈ１（Ｇ）的交换扩张，另一是Ｇ的本盖扩张，二者上交于因子群Ｈ１（Ｇ）．再用定理１得到二维上同调群通用系数定理的一个另一种证明．余下是普适覆盖扩张的构作。