水轮机泥沙磨损两相湍流场数值模拟

为研究水轮机内部泥沙磨损的固液两相流动特性,应用基于计算多相流动力学理论中欧拉-欧拉方法的代数滑移混合多相流模型,采用多面体网格技术、标准k-ε湍流模型和压力速度耦合的SIMPLEC算法,转动区域应用多重参考系模型,对混流式水轮机全流道进行了三维定常泥沙磨损两相湍流场的数值模拟.利用商业CFD求解器ANSYS Fluent,获得了小开度工况下水轮机泥沙磨损发生的部位与程度,分析水轮机流道内泥沙磨损的特征规律,其中叶片上泥沙颗粒分布模拟结果与真机转轮实际磨损情况相符,表明该方法可以准确预测水轮机各过流部件的泥沙磨损情况,对揭示泥沙颗粒与水相互作用的固液两相湍流场诱发水轮机振动的影响机理及解决工程实际问题具有重要的意义,而且具有较高的工程应用价值.

基于OpenFOAM的悬沙与运动集矿车相互作用数值模拟研究

近年来,深海采矿越来越成为学术研究的前沿热点问题,其中集矿车对海底环境影响问题是重点研究的内容之一。文章基于计算流体力学工具箱OpenFOAM中的两相流混合模块,分别建立我国研制的第二代集矿车[1]的二维和三维简化模型,模拟悬浮沉积物在水中的扩散和沉积过程,植入基于浮力项修正的k-ωSST湍流模型实现湍流闭合,并使用任意耦合滑移网格法(ACMI)实现对集矿车长距离位移的模拟,分析了集矿车与水-沉积物两相流相互作用对周围流场结构的影响,以及三维模拟中壁面效应对模拟结果的影响,探究了沉积物羽流扰动机制,为进一步研究集矿车对海底环境影响提供技术支撑。