横掠管束非稳态周期性充分发展流动的数值模拟

以锅炉省煤器中的流动和换热为应用背景 ,分别采用稳态和非稳态的数学模型对横掠管束的周期性充分发展流动进行了数值模拟 .结果表明 ,在Re大于 15 0到小于 10 0 0的范围内 ,横掠管束的周期性充分发展流动问题是非稳态的 .当采用稳态模型时 ,数值计算结果会随迭代次数的增加而振荡 ,得不到收敛的稳态解 .当采用非稳态模型计算时 ,对节距较小的情况 ,在管的后缘处得到对称的非稳态涡 ;对节距较大的情况 ,在管的后缘处得到周期性脱落的非对称涡 .

幂律流体在矩形通道中充分发展流动的数值模拟及阻力计算

针对假塑性幂律流体在矩形通道中充分发展流动问题,用帕坦卡方法作数值分析,文中讨论了不等距网格的划分方法和粘度系数的插值方法。数值解给出了流变指数n=0.1,0.2,…,1.0及矩形边长比s=0.1,0.2,…,1.0范围内的全部fRe,发现圆管阻力计算公式只在一定范围内适用。本文作者给出了上述广阔范围内以当量水力直径为定性尺寸的阻力系数计算公式,其最大误差为3.57％,平均误差为1.9％。

管内变密度流体的充分发展流动与换热

本文提出了圆管内变密度流体流动与换热充分发展的概念及其相关假设。在所提出的概念和假设基础上给出了摩擦阻力系数C_f与Nusselt数Nu的定义式和计算式。通过对圆管内密度随温度变化的氩气的流动与换热所进行的数值模拟,验证了在本文的计算条件范围内,圆管内变密度流体充分发展流动与换热的概念是合理的,并且C_fRe=16, Nu=4．36。

两种渐扩渐缩通道内周期性充分发展层流流动的研究

本文在适体坐标系下计算了两种渐扩渐缩通道 (线型通道及波纹型通道 )内水的周期性充分发展流动。利用微分法生成适体坐标 ,选择速度逆变分量作为求解变量 ,利用控制容积积分法得出适体坐标下的离散方程 ,将计算区域向两端延伸 ,通过两端对应位置相关量反复迭代实现周期性边界条件。算例的计算结果同理论符合良好。对于线型渐扩渐缩通道 ,计算结果表明 ,在相同的雷诺数下 ,随着通道倾角的增大 ,流动的阻力系数随着增大 ,当两种通道的进口高度与横截面积相同时 ,在相同的入口质量流量下 。

管内变密度流体流动与换热的充分发展及解析解

本文提出了圆管内变密度流体流动与换热充分发展的概念和相关假设及其推论。在所提出的概念和假设基础上对理想气体在圆管内的流动与换热进行了解析求解,得到了充分发展时的无量纲速度抛物分布及无量纲温度分布。对圆管内密度随温度变化的氩气的流动与换热数值模拟所获得的无量纲速度分布及无量纲温度分布在入口段后与上述解析解非常吻合,从而验证了在本文的计算条件范围内,圆管内变密度流体充分发展流动与换热的概念及其解析解是合理的。

双侧加热环形窄缝通道内单相水的流动传热特性研究

对环形窄缝通道内单相水在双面处于不同的加热热流密度情况下的对流换热特性进行了数值计算。计算结果表明,环形通道内、外壁加热热流密度比值的不同,对环形通道内、外壁与单相水的对流换热特性有着显著的影响。内、外壁面加热热流密度比值较小时,内壁的换热强于外壁的换热,随着内壁加热热流密度的增大,外壁的换热得到增强。但是,当内、外壁加热热流密度比值增加到一定程度时,外壁的对流换热特性将超过内壁的对流换热特性,与文献报道的实验结果一致。此外,环缝间隙的减小将导致环形通道的换热性能下降。

用非笛卡儿张量分析螺旋状矩形管的流动特性

利用基于带有物理基的非笛卡儿张量分析的广义矩阵法，在非正交的螺旋线坐标系中。推导出了连续性方程和Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程组．并利用有限元法．解出了上述偏微分方程组．借以分析研究了螺旋状矩形管在定带、充分发展的层流流动中，管的曲率、挠率和横截面倾斜角对流动特性的种种影响，并适当地与环状矩形管作了比较，从中探索出流动参数的变化对流动特性变化影响的规律。

矩形巷道转弯后测风站位置的数值分析

提出井下测风站应设在巷道风流的充分发展段，并以某矩形巷道为原型建立六个模型进行数值试验。数值结果表明，进风顺槽测风站合理位置距离转弯处远超10m ；不同转弯角度时进风顺槽测风站的合理位置在距离转弯处163～176m之后；模型3在计算表面粗糙度范围内，测风站合理位置在距转弯处144～177m之后。

导向管底部泄流孔水力损失计算分析

核燃料组件导向管底部泄流孔的水力损失系数对控制棒落棒时间和落棒速度有着重要影响。在落棒问题分析中,能否采用叠加理论计算泄流孔的水力损失,必须进行具体分析和论证。采用CFD方法对"突缩-突扩"型和"突缩-突缩"型两类四种泄流孔在不同流速下的水力损失进行了数值模拟计算,并与理论计算结果进行了对比。计算结果表明,对于流道内未充分发展的流动,理论计算结果与数值模拟计算结果存在一定差异。