第1层网格节点位置对局部通风流场解算结果的影响

用计算流体力学(CFD)软件对掘进工作面的流场进行模拟时,网格划分对局帮通风流场的数值模拟解算结果有很大影响。在模拟解算过程中,通常运用壁面函数法来解算壁面附近的流场,该法要求紧挨壁面的第1层节点处于对数律层中。在网格划分时,第1层网格节点到壁面的距离一般都相等,由于局部通风掘进工作面的风速分布很不均匀,因此,让第1层节点都处于对数律层中是不可能的。分别模拟了第1层网格节点处于到壁面距离为1.5 cm、2.5 cm、4 cm、5cm和10cm的位置时局部通风掘进工作面的流场分布,并对比了第1层网格节点处于不同位置时各断面的最高风速、正风速和负风速的解算结果,且与Tomita的试验结果进行比较,提出了确定第1层网格节点位置的方法。处于对数律层第1层节点的比例越多,模拟结算的结果越精确。

超临界二氧化碳涡轮叶栅端壁附面层分层流动现象研究

为了深刻揭示涡轮叶栅湍流附面层中的黏性底层和对数律层在叶栅内分层流动的特征,本文以超临界二氧化碳涡轮高压静叶栅下端部为研究对象,采用ANSYS CFX软件基于雷诺时均NS方程和sst湍流模型对叶栅流场进行数值模拟,通过采用流谱分析和流向涡量分析方法进一步研究不同轴向和周向截面上的端部附面层流动细节,揭示了黏性底层流体和对数律层流体在叶栅内分层流动的机理。结果显示:超临界二氧化碳静叶栅端壁附近微小区域内不同径向高度回转平面的流谱存在明显差异,该差异表明湍流附面层内的黏性底层、对数律层和主流流体的运动轨迹各不相同,叶栅端壁附面层内存在分层流动现象;黏性底层流体和对数律层流体在通过叶栅流道时获得了相反的流向涡量,这一特征与叶栅内的涡系形成有关。

论粘性二元平行流动

作者从前文 [ ]已得到的脉动流速微分方程 [10 ]出发 ,对于粘性二元平行流动这一类流动模式 ,进行分析、研究并得到了脉动尺度、脉动流速及雷诺应力的物理方程。在封闭的条件下 ,求解了所设定流动模式下的雷诺方程 ,解析得到沿边界法线方向的流速分布公式。希望本文的工作对湍流的半经验理论的理性化进展有所帮助。

圆管内变物性气体湍流阻力系数公式的理论推导

在气体湍流换热过程中,当壁面与主流流体存在较大换热温差时气体密度、黏度和导热系数等物性在换热截面内呈现剧烈变化。传统湍流阻力系数公式的推导过程均以常物性假定为前提,并未考虑变物性的影响。现有文献中考虑气体变物性效应的湍流阻力系数公式大多是采用拟合实验数据的方法获得。本文通过分析气体物性变化对壁面黏性尺度以及物性变化对无量纲速度分布中线性区和对数律区分界点的影响,给出了变物性气体湍流换热过程中无量纲速度的对数律分布公式。在速度分布公式的基础上推导出了变物性气体湍流阻力系数计算公式。所推导公式与经验关系式符合良好,且所推导公式对加热和冷却工况均适用。