瞬态非牛顿流体非定常流动问题的等几何分析

非牛顿流体非定常流动问题是指流动过程中流体的物理性质随时间变化的复杂流动问题,为了改进传统分析方法在处理复杂流动问题上精度及效率不足的缺陷。本文从经典N-S方程入手,推导出了一种高效等几何求解方法,通过选择合适的等效流动参数,确定等价定常流动条件,将复杂非定常问题转化为一组等价的定常流动问题。最后以平板拖曳模型为例,得到了各时刻流体的速度分布,并与商业分析软件进行对比,通过不同的迭代步长的计算精度,来验证该方法的计算效率。该方法能帮助工程人员更好地理解流体的流动特性,为设计优化工艺过程和提高机器设备的效率提供重要的理论依据。

离心泵压水室内部定常和非定常流动PIV测量

为研究离心泵压水室内的流动特性,利用PIV技术在内同步和外同步模式下分别测量了其内部的定常和非定常流场,详细分析了压水室内部流动现象和流动规律。结果表明,压水室内速度沿轴向分布均匀,随圆周角增大而减小;在叶轮和压水室的交界处,存在清晰的速度分界线;受蜗舌的分流作用,部分流体回流入叶轮流道,扩散管入口处速度显著降低;压水室内部周期性非定常流动规律明显,第VIII断面上,速度的大小和波动幅度沿径向均呈减小趋势,周向速度的波动与叶轮流道内部高速流区的位置有关,而径向速度的波动主要受叶片干扰和哥氏力的影响。研究结果为压水室设计以及离心泵内部流动的试验研究提供了借鉴。

混流式水轮机定常流动分析

通过混流式水轮机全流道的定常流动数值模拟,研究混流式水轮机内部尤其是尾水管在不同工况下的流动特点,目的在于探明引起混流式水轮机内部流动不稳定的真正原因。计算结果表明,引水部件的流动,蜗壳鼻端处压力波动均较为剧烈,周向分布不均匀,但是经过固定导叶和活动导叶的过滤后周向分布基本对称。转动部分的流动,小开度低单位转速时,较小的导叶出流角,使转轮叶片头部受到撞击,叶片上横向流动和背面的叶道涡严重,转轮出口靠上冠处有回流和横向流动,泄水锥下方回流严重;大开度时,转轮进出口流态都得到改善。尾水管内,小开度时,锥管中心回流严重,大部分水流流向外缘,受肘管的影响,锥管和肘管内部形成两个涡流区,主流流经支墩左侧,右侧较为紊乱;最优开度时,尾水管内部水流流线顺畅,支墩两侧水流平稳性基本一致;大开度时,尾水管主流向锥管中心聚拢,经过肘管的转弯时,出现很多局部的旋涡流动,支墩右侧水流相对平稳,而左侧较为紊乱。研究结果为压力脉动测量位置的选择提供理论依据。

贯流式水轮机定常流动分析

为了了解贯流式水轮机内部流动特点,为贯流式水轮机稳定运行提供借鉴和参考,本文基于计算流体力学基本理论,使用商业软件CFX对水电站贯流式水轮机内部三维流场进行了全流道定常数值模拟,研究贯流式水轮机内部不同工况下的流动特点。通过计算结果表明,不同工况下水轮机内部流动变化很大。低水头工况在导叶头部驻点,转轮叶片正背面压力分布和尾水管进口压力变化与高水头工况存在较大差异,对转轮整体效率影响较大。所得结果可为贯流式机组的日常运行和优化设计提供借鉴。

空调器多翼离心通风机整机定常流动的数值模拟

针对柜式空调器室内机多翼离心通风机的特点 ,采用计算流体动力学方法对其在设计工况时的整机内部流场进行了数值模拟 ,揭示了其内流场的基本特征。所得到的分析结果对多翼离心通风机的结构设计以及性能优化 ,提供了理论依据。

腹主动脉瘤中定常流动的三维数值模拟

目的 讨论定常流动情况下 ,三维腹主动脉瘤模型内的流动情况。方法 应用三维非对称模型进行数值模拟。结果 结果表明 ,在对称面上有一个涡而横截面上有两对涡的存在。壁面切应力在动脉瘤的出口处数值较高且变化大。

腹主动脉血管瘤的定常流动的模拟(英文)

目的 应用两维对称模型模拟腹主动肪血管瘤的定常流动。方法 运用计算力学软件 (FLUENTv4.3 .2 )进行数值模拟。结果 该研究给出了各种情况下的流动状态、流线分布、壁面剪切力和壁面压降的分布。结论 结果表明 ,腹主动脉血管瘤的形状和大小对流动状态影响不大 。

不可压缩非牛顿粘性流体二维定常流动的最优边界控制

讨论不可压缩非牛顿粘性流体二维定常流动的最优边界控制问题,证明了最优边界控制的存在性,而且最优对可用Galerkin方法所得的近似最优对序列逼近。

预处理方法研究粘性流体定常流动

预处理方法研究粘性流体定常流动孙建安，张万顺，赵金保（物理系）第一作者简介：孙建安，男，３０岁。１９８４年毕业于兰州大学数学力学系，获学士学位，现为西北师范大学物理系讲师。主要研究方向：粘性流体流动数值模拟，非线性动力系统。在国际国内有关学术刊物上发...

离心泵内部定常流动的数值模拟

以IS80-65-160离心泵为研究对象,以计算流体力学软件FLUENT为工具,采用标准k-ε湍流模型、SIMPLE算法和多重参考坐标系对离心泵设计工况和非设计工况进行定常三维数值模拟。分析了离心泵内部流动和外特性的变化,提出了定常性能曲线分区方法。

水平流管内理想气体定常流动研究

基于理想气体在水平流管内的定常流动,本文讨论了可压缩流动的基本性质,并与理想流体做了对比,分析了气体的可压缩性可以忽略的条件.

椭球体定常流动粘性流场和水动力计算方法研究

潜艇等水下航行体粘性流场和水动力对其操纵性预报至关重要。而潜艇等水下航行体作操纵运动时,其水动力主要集中在主体部分,因此主体水动力预报的准确程度备受关注。6:1椭球体类似于潜艇等水下航行体的主体,对其流动预报的结果可以间接检验数值计算模型对潜艇等水下航行体操纵性预报的能力。论文应用CFD软件对6:1椭球体水动力进行数值模拟。采用基于非结构化网格的有限体积法离散控制方程和湍流模式,对流项采用二阶迎风格式,速度-压力耦合采用SIMPLE方法处理,得到6个攻角的水动力数值计算结果。综合比较5种湍流模型对椭球体的水动力数值计算结果,并且分析了不同计算域,不同网格密度等对数值计算结果的影响。结果表明:SA和SST模型具有较好的计算效果,并且认为以牺牲1.5%网格密度相对偏差换取百万网格的代价值得考虑。论文的计算结果和结论为后续湍流模式、计算域范围和网格密度的研究提供了参考依据。

单螺杆挤出机计量段中非牛顿流体定常流动分析

在熔体为等温不可压缩的均匀定常流且充满螺槽的前提下讨论不可压缩Carreau型非牛顿流体在单螺杆挤出机计量段的定常流动问题,分析了其相应数学模型的解的结构,为进一步的数值计算奠定了基础。

计算非均匀来流绕圆柱定常流动的流线—等涡量线迭代法

本文提出一种流线与等涡量线交替迭代的方法,用来计算速度剖面为折线的来流绕圆柱体的无分离流动。算例结果说明该方法可行。

汽车涡轮增压器压气机噪声的定常流动研究

研究涡轮增压器噪声的产生和传播机理是一项具有挑战性的工作,极具科研和工程应用价值。在增压器设计阶段,稳定和快速的定常流动仿真,辅以声学类比法可以作为快速评估增压器噪声问题的重要手段,同时这也为后续进行非定常流动仿真打好基础。在大型项目初期,首先对某款增压器压气机几何模型进行定常流动雷诺平均法/雷诺平均数值模拟(RANS)流动分析。选用STARCCM+求解器中的气动声学模型,提取了声学数据(通过Curle和Proudman声学类比法进行计算)。主要讨论和对比了气动声学模型,以及这些模型对预测所研究运行工况下流动和声学趋势的适应性。考虑到声学的非定常特性,项目后续还要进行大涡流模拟(LES),其准确度更高,但价格也更昂贵。对包含80个运行工况点的1款压气机特性曲线进行研究,得出了这款压气机的特性曲线。同一转速下设计工况和非设计工况的详细计算结果以时间平均压力系数、马赫数和声功率分布的形式进行展示。基于Curle和Proudman声学模型的分析结果,得出了总声功率分布情况,从而找出了最大噪声运行工况点。

热流密度对平行圆盘间隙中一维可压缩流动影响分析

以高压圆盘气体轴承平行间隙中一维可压缩理想流动分析结果为基础,在考虑平行圆盘间隙内面积变化、壁面摩擦和热量输入时,通过理论推导及程序编制,利用数值计算方法得到了平行气膜区气膜对称线上一维模型的马赫数、静温和静压的分布规律。结果表明:对于一维模型而言,气膜对称线上的马赫数始终呈现下降的趋势,静温始终呈现上升的趋势,静压呈现先上升再缓慢下降的趋势;在整个平行气膜间隙中,热量的输入会导致马赫数下降的速率减缓,当热流密度不大时,马赫数受热量输入的影响很小,而热流密度较大时,热量输入对马赫数有较明显的影响;静温受热量输入的影响很大,且热流密度越大,温度上升的越明显,静压受热量输入的影响很小。

摩擦对平行圆盘间隙中一维可压缩流动的影响分析

以平行圆盘间隙中一维可压缩理想流动分析结果为基础,在考虑平行圆盘间隙内面积变化和壁面摩擦时,通过理论推导及程序编制,利用预估-校正方法得到了平行气膜区气膜对称线上一维模型的马赫数及摩擦因数的分布规律。结果表明:对于一维模型而言,气膜对称线上的马赫数始终呈现下降的趋势,摩擦因数始终呈现上升的趋势,但摩擦因数在整个平行圆盘间隙中变化很小;对于不同材料的轴承圆盘,由于精加工工艺的不同会导致壁面相对粗糙度发生变化,进而使壁面摩擦因数发生显著变化,即摩擦因数受到相对粗糙度的影响很大;在计算过程中采用平均摩擦因数可得到相似的计算结果,并满足计算精度要求。

三维非定常/定常不可压缩流动N-S方程基于人工压缩性方法的数值模拟

基于人工压缩性方法提出—中心与迎风混合的算法,以数值模拟N-S方程的定常/非定常解。对半离散方程的左端采用中心差分,方程右端数值流量采用迎风Roe近似算法,其精度可达三阶。湍流模式利用Baldwin-Lomax代数模式。计算例子包括二维平板、机翼剖面、扁椭球、颅动脉瘤等。计算结果表明,压力和摩擦系数与实验符合,在分离涡旋区计算值与实验有差别,这或许是由于湍流模式不够精确的缘故。

圆管内流体进入多孔介质的流动分析与计算

本文对圆管内不可压缩流体从自由空间区域进入多孔介质区域的流动进行分析 ,首先分别得到两种区域中充分发展流动的理论解 ,然后对整个区域采用流线迭代法进行数值计算。

多缸柴油机进气管三维定常湍流流场数值分析

采用任意拉格朗日 欧拉 (ALE)法 ,对多缸柴油机进气管管内流动进行三维稳态可压缩湍流数值模拟 .计算物理模型针对实际进气管形状 ,湍流模型采用k ε双方程模型 ,进出口边界采用给定压力边界条件 .以某一非增压 6缸柴油机进气管为例 ,对 6分支歧管出口同时打开的情况获得了速度场 ,揭示了进气管管内流动特性 ,为进一步进行各缸进气不均匀性分析奠定了基础 .