基于内外域结构的开式转子流场数值模拟

文章采用数值模拟方法对某对转开式转子的流场进行了研究,以验证该方法应用于对转开式转子流场模拟的准确性。建立了对转开式转子的三维模型,并通过全三维定常数值模拟详细分析了流场参数。通过拉力、总压比的径向分布、出口相对气流角以及折转角等参数与实验数据的比较得知,其结果吻合较好。由此说明,采用内外域网格结构的数值模拟方法对对转开式转子流场的模拟结果是可靠的。

一种考虑域边界的密实圆形颗粒高效生成算法

在计算域内生成密实圆形颗粒集合体是离散单元法模拟中的一个重要问题.颗粒生成算法中,波前法(包括closed型和open型)作为一种纯几何算法,由于其高效性得到了广泛应用.然而,波前法生成的颗粒集合体在域边界上存在较大的间隙,从而导致边界的非光滑性.为克服这一问题,将closed型波前法中处理外域边界方法拓展到open型波前法.该算法通过Netwon-Raphson迭代方法得到颗粒的中心坐标和半径,从而保证新生成的颗粒与域边界相切,最终消除了边界间隙和凹凸性.针对open型波前法在堆积过程中出现的右端抬升问题,给出了解决方法,消除了潜在的优势结构面,进一步提高了计算效率.结果表明:提出的closed型和open型算法对不同的内外域边界都有很好的适用性.相比其他颗粒生成算法,open型算法效率非常高,其效率分别是离散元模拟软件和closed型的20500倍和4.4倍.在考虑域边界情况下,open型波前法在2.3 GHz的笔记本电脑上生成410万密实圆形颗粒集合体只需0.9 s.

基于CFD的方形流水孔的流量系数研究

为了探索研究实艇的流水孔方案设计,基于滑移网格和内外域交互的计算方法,以含上层建筑流水孔的局部艇体模型为研究对象,对不同缩比的方形流水孔在不同吃水下的溢流进行了数值模拟,并对比分析了不同缩比的方形流水孔的上层建筑余水容积、余水高度、孔口流量以及流量系数等参数的变化规律。研究结果表明:流水孔的缩比越小,即流水孔的尺寸越大,非水密上层建筑内余水的容积和余水的高度变化值越快,流水孔的流量越大;此计算方法和相关结论可为实艇的流水孔设计提供一定的理论支撑。

潜艇圆形流水孔的溢流特性分析

为了探索研究不同尺寸的流水孔对潜艇上层建筑背水和孔口出水的影响,基于RANS方法、滑移网格以及内外域交互的数值计算方法,以含上层建筑流水孔的局部艇体模型为研究对象,对不同缩比的圆形流水孔在不同吃水下的孔口溢流和非水密上层建筑内腔余水等进行数值计算,并对比分析了不同缩比下流水孔的上层建筑余水容积、余水高度、孔口流量以及流量系数等参数的变化规律。研究结果表明:流水孔的尺寸越大,非水密上层建筑内余水的容积和余水的高度变化值越快,流水孔的流量越大;通过综合对比分析,缩比为1∶16.67流水孔的流量系数最优。本文计算方法和相关结论可为实艇的流水孔设计提供一定的理论支撑。