离心泵尾流-射流现象及粗糙度对其影响的分析

为减小叶轮内的流动损失,结合计算流体力学、壁面函数法和等效沙粒粗糙度模型,研究了离心泵叶轮流道内的尾流-射流现象及其受粗糙度的影响规律。对比试验和数值模拟结果,确保了所选计算方法和湍流模型(RNG k-ε模型)能够准确反映内流场的变化。研究表明:在叶轮流道内相对速度W的分布存在明显的尾流-射流规律,且吸力边后盖板附近的边界层厚度较大,尾流区主要在吸力边后盖板附近;在叶轮出口处,尾流区则出现在吸力边的前盖板附近。粗糙度对叶轮流道内湍流的影响较大,对压力边和吸力边相对速度的影响相反。粗糙度对内部流动的影响存在一个过渡值,当粗糙度大于此值时,粗糙度对流动的影响与粗糙度小于此值时相反。随着粗糙度的增加,叶轮出口处相对速度波动的振幅增加。

深呼吸时三级支气管内吸气流动特性的数值研究

剧烈运动时,人体要通过深呼吸,为机体组织及器官的快速新陈代谢过程补充足够的氧气,研究深呼吸时人体肺内气体的流动及输运机理,对运动生理学及临床医学具有理论意义和临床价值。采用有限体积法数值,求解Navier-Stokes方程组,数值研究深呼吸情况下,人体三级支气管模型内的吸气流动规律,比较了均匀及抛物型速度进气条件对支气管内流动分布的影响。结果表明:深呼吸时,支气管内出现了复杂的流动现象,包括主流的射流-尾流结构及m-型结构,以及二次流的2涡向4涡结构演变过程,与平静及正常呼吸状态相比,深呼吸使肺内中部及侧部下游支气管内流量分流不均匀性加重,压力损失急剧增大,支气管内壁承受更大的气动负荷。

加装短叶片离心叶轮的参数优化及实验研究

利用NUMECA软件对G4-73No.8D型离心风机进行了叶轮内部流场的三维数值模拟和流动分析,发现在叶轮出口处存在着明显的射流-尾流结构。为削弱这一结构对风机性能的不良影响,对风机叶轮进行了加装短叶片的数值模拟,依据叶轮流场的改善情况,确定了短叶片的优化参数,并在此基础上,进行了风机性能的对比性实验。结果表明,改进后的风机全压明显提升,其额定工况下的效率有所提高,高效区有小幅加宽。

考虑粘性影响的滑移系数修正公式

在Stodola滑移系数预测公式的基础上 ,利用射流—尾流模型和有效弯线的概念 ,借鉴文献[2 ]中Senoo等人修正该公式采用的一些思想方法 ,提出了流场阻塞效应、有效弯线与几何弯线偏移和壁面摩擦效应对滑移系数的影响原理 ,并给出了相的修正公式 ,从而提高了滑移系数的预测精度。