能量法和时域法在叶片颤振计算中的比较研究

为了对能量法和时域法这两类叶片颤振计算中的代表性方法进行比较研究,分别介绍了基于CFD技术发展的双通道形状修正能量法和CFD/CSD耦合时域法。前者利用傅里叶级数对周向边界流场变量进行修正而相应的系数由内部单元值进行更新。后者通过耦合非定常气动力计算和结构运动方程求解来实现流场和结构场在时域内的推进。对跨声速风扇转子Rotor67进行计算,结果表明两种方法能够给出一致的颤振特性结果,最后结合算例从多方面对它们进行了比较。

基于时域有限体积法的计算电磁

介绍了基于计算流体力学(CFD)中的时域有限体积法(FVTD)的电磁计算。根据Maxwell方程组,给出了计算电磁(CEM)中FVTD的时间离散、MUSCL迎风型格式插值、空间离散和边界条件的处理,以及雷达散射截面(RCS)的计算公式。对无限长理想导体圆柱和线天线二维完全导电体的表面诱导电流与雷达散射截面计算结果表明:FVTD是一种高效准确的时域有限方法。

辐射及化学非平衡流耦合场计算方法

把一种新的三维热辐射计算方法应用到高超声速非平衡流场的数值模拟过程中:在非结构网格上对高超声速化学非平衡流场的数值模拟过程中,耦合了辐射输运方程来求解辐射热流。控制方程为含有化学反应源项和辐射源项的三维N-S方程,数值离散格式采用了Jam eson有限体积法,辐射输运方程采用有限体积法求解。化学反应模型为7组元7反应模型,并采用了化学反应特征时间步长。本文分别对RAM C-Ⅱ和MU SES-C模型进行了计算,计算结果与参考文献的结果吻合。

舰载导弹垂直发射系统燃气流场的三维数值计算

用求解三维 Navier- Stokes方程的方法 ,对舰载垂直发射系统发射导弹时燃气流场进行了数值计算 ,紊流模型采用标准 k- ε二方程模型 ,计算方法为有限体积法 ,计算网格为结构化网格 .计算出了导弹点火后未动、导弹运动至发射箱 1/ 4 ,1/ 2 ,3/ 4高度和导弹尾部刚出发射箱时等 5种典型状态下的燃气流场分布规律 ,并给出了一些特性曲线 。

共轭梯度法在三维复杂流动数值分析中的应用

将多块网格技术运用于三维 T型管复杂流场的网格生成 ,利用不完全乔列斯基预处理共轭梯度 ,双共轭梯度方法求解 N- S方程的离散方程。计算表明上述方法有良好的收敛特性 ,适合于诸如

基于有限分析法和高阶紧致格式的新计算方法

将有限分析法和高阶紧致格式两种计算方法相结合 ,并提出了一种新的压力方程修正方法 ,发展了一种新的流体力学计算方法 ,并用它求解三维 N-S方程组 .计算结果表明 。

基于CFD的三维轿车车身流场的数值计算与应用分析

本文以计算流体力学(CFD)为基础,采用有限体积法探求了应用计算流体力学(CFD)研究汽车车身外部流场的可行性。计算机数值解提供了诸如:气动压力场、速度场等车身压力、速度分布以便于获得气动阻力、气动升力和气动侧向力及其由此可得的相关力矩等信息。三维理想轿车车身空气动力学特性参数的数值模拟结果与风洞实验数据吻合较好。进一步应用于实车分析表明:数值模拟研究汽车空气动力学特性切实可行。

不同数值模拟方法预测消声器传递损失的比较研究

分别采用三维有限元法(Finite element method,FEM)和三维时域计算流体力学法(Computational fluid dynamics,CFD)对消声器的传递损失进行预测,并将计算结果与文献中的实验数据进行对比,然后从计算结果的准确性,计算耗时和易用性三个方面对这两种数值方法进行比较研究。研究结果表明:无论消声器内是否存在气体流动,两种方法都能够对消声器的传递损失进行合理预测。相比之下,时域CFD法能够获得更加准确的计算结果,但计算时间消耗较长;有限元法计算时间消耗较短,但应用起来较为复杂。

某大坝溢流坝段水流演进三维数值模拟分析

本文采用VOF法和k-ε双方程紊流模型耦合的三维数值模拟方法,对某大坝溢流坝段的水流演进进行模拟计算。文中针对泄放设计洪水和校核洪水两种工况下溢流面水流的水深、流速及压强等流态信息进行水力分析计算,该方法相比于传统经验公式可以更加准确地描述溢流面水流状态,相比于水工模型试验方法更加快捷、经济。此研究为大坝溢流坝段的后续大修加固处理提供良好的设计依据,同时可为其他类似工程提供借鉴。

SJT河河口湿地水流演进三维数值模拟分析

本文采用VOF法和k-ε双方程紊流模型耦合的三维数值模拟方法,对SJT河河口湿地的水流演进进行模拟计算。文中针对10年一遇洪水工况下湿地的水深、流速等流态信息进行水力分析计算,以此评价洪水对于湿地植物的破坏情况。该方法相比于传统经验公式,可以更加准确地描述湿地水流状态,同时相比于水工模型试验方法更加快捷,研究为后续湿地设计提供了良好的依据,同时可为其他类似工程提供借鉴。

用混合网格求解三维可压雷诺平均Navier-Stokes方程

用混合网格求解了三维紊流 N-S方程。在物面附近采用三棱柱网格 ,其它区域则采用四面体网格。方程的求解采用 Jamson的有限体积法 ,紊流模型采用两层 Baldwin-Lomax代数紊流模型。数值算例表明 ,用混合网格求解三维紊流 Navier-Stokes是非常有效的。

浮子流量计三维湍流流场的数值研究

依据湍流模式理论以及计算流体力学(CFD),实现了对浮子流量计三维湍流流场的数值研究,提出利用"浮子受力平衡度误差分析法"控制计算精度,通过对流量计速度场、压力场的数值研究,获得浮子受力及流量计的流量值.通过数值模拟与物理实验的对比,得出模拟计算的流量最大满度误差为3.4%,平均满度误差为1.77%.而经典设计流量最大满度误差为23.7%,平均满度误差为8.9%.

基于FLUENT软件信息传递模式的离散颗粒流动的并行算法

基于FLUENT软件信息传递模式的MPICH2并行计算平台,在二次开发框架内通过用户自定义函数(User-Defined Function)文件发展了一种非结构网格下拟三维颗粒的CFD-DEM耦合并行算法,该算法具有随CPU核数增加的较佳扩展性和加速性能。通过构建空隙率标量场、重组基于局部平均并考虑气-固相互作用的气相控制方程,气相控制方程的求解稳定性与收敛性明显改善。FLUENT软件和UDF文件分别实现了气相控制方程的并行求解和DEM并行算法,其中DEM并行算法中相邻子域间的颗粒信息传递由MPICH2平台的信息传递宏完成。将该算法应用于球形颗粒鼓泡床及锥型喷动床的气固两相流数值模拟中,数值模拟结果与有关试验结果吻合良好,表明该算法能较好地处理稠密颗粒气固两相流动。

采用三维车桥模型的移动荷载识别

采用三维车桥模型,用时域法识别桥上的移动荷载。通过仿真计算得到汽车通过时桥梁的 空间动态响应以及车桥之间的相互作用力,再将计算得到的结构响应作为已知信息以识别桥上移动荷载。仿 真计算表明识别的结果是可以接受的。

城区水库溃坝洪水演进三维动态情景仿真研究

水库大坝一旦溃决会对下游建筑物密集城区的人民生命财产造成巨大损失,而溃坝洪水演进动态情景仿真为洪水灾害应急管理和下游受威胁城区的人员与财产的安全转移提供重要依据。目前对洪水演进可视化的研究注重于对不同时刻计算结果的静态展示,并且对研究区域洪水演进范围、水深、流速等关键水情信息计算时多采用一、二维洪水演进模型,缺乏洪水演进的三维动态情景仿真。针对此问题,文采用CSG法构建了大坝周边的三维场景,基于GUI技术、粒子系统动力学解算等技术实现了溃坝洪水数值模拟和三维场景的耦合,经过纹理变换贴图等后期处理,实现了城区水库溃坝洪水演进三维动态情景仿真。结合某城区溃坝洪水演进过程进行了数值模拟和情景仿真研究,形象、直观地模拟了洪水演进特性,为制定防洪减灾措施提供了直观分析依据和重要理论依据。

核主泵屏蔽电机内部水路三维流场研究

核主泵屏蔽电机是核电站核岛一次回路系统的重要组成部分,而屏蔽电机内部的冷却水的流动状态直接影响电机内的热量传递的效果。对此建立了一种屏蔽电机整机的三维流场模型。基于计算流体力学理论中的有限体积法,利用Ansys Fluent软件,以实验得到的额定工况时的一次水流速为边界条件,反演计算出屏蔽电机内部的流场速度分布。针对结果分别对屏蔽电机内的关键部位的三维流场进行了分析,得出屏蔽电机内部的轴向及径向速度分布规律。计算结果表明,在靠近旋转壁面处,水速较大,且沿轴向以螺旋线形式向上流动,在下飞轮、屏蔽套间隙流体沿径向速度梯度较大。该研究可为后续的温度场研究提供不同位置处速度分布和数值。

脉动流化床内青刀豆颗粒的混合特性数值模拟

青刀豆一般采用流化床装置进行速冻。为了解决其床层堵塞和聚集不良的问题,进一步提高青刀豆的混合效率,课题组建立了三维混合脉动流化床模型,将计算流体力学与离散单元法(computational fluid dynamics-discrete element method,CFD-DEM)相结合,探究1,2,4和8 Hz 4种不同频率的脉动进口风速下青刀豆颗粒的流化混合情况。仿真结果表明:脉动流化床对于青刀豆颗粒混合具有一定改善作用,青刀豆颗粒的轴向混合强于径向混合,4 Hz时颗粒混合标准偏差值最小;当进口风速的频率接近颗粒的自主振动频率时,床层膨胀最明显,出现类似“共振”的现象;2 Hz时颗粒径向、轴向混合效果最佳,频率过大或过小对于流态化增强效果不明显。

基于CFD的电磁散射数值模拟

计算流体力学(CFD)技术中的时域有限体积法(FVTD)被推广到计算电磁学中,直接数值求解时变麦克斯韦方程组。FVTD使用电磁场矢量共置于网格单元中心、散射场积分形式的麦克斯韦方程组守恒形,空间离散使用基于特征值的近似黎曼解构建网格单元边界通量,时间推进采用四阶龙格-库塔法。TM和TE波极化下几种二维完全导电体的表面诱导电流密度和雷达散射截面(RCS)计算验证表明,时域有限体积法是一种高精度有效的时域方法。

FVTD在电磁散射问题中的应用

针对以往时域电磁散射数值方法网格剖分等缺点,将基于计算流体力学(CFD)的时域有限体积法(FVTD)中成熟的贴体网格剖分技术引入到对电磁散射的计算。首先阐述了该算法的基本原理、公式,然后分析了算法解题思路、特点,最后以几种二维物体雷达散射截面计算为例,分析、研究了FVTD在电磁散射中的应用,结果表明,FVTD是一种高效准确的时域方法,对解决电磁散射问题有一定的理论和应用价值。

控制棒驱动机构排污系统三维稳态流动分析

为得到控制棒驱动机构(CRDM)排污管在排污工况下的流动情况,采用计算流体力学(CFD)方法对CRDM排污系统进行三维稳态流动分析。在已知CRDM排污系统阻力压降条件下,将复杂的CRDM流道简化为圆柱形阻力件,再利用反推法计算得到系统中的流量、流速和流动状态。计算结果表明,在排污工况下,系统内的流动状态为湍流流动,有利于提高排污效果。研究结果可为排污系统的设计提供参考。