高焓流动中的可压缩颗粒两相流并行求解器:数值方法及其验证

在极端力学环境下可压缩点力颗粒两相流理论方程的基础上,提出一种基于动态链表数组的并行颗粒求解器,使其与可压缩流体求解器耦合。与基于欧拉坐标系的携带流体相不同,基于拉格朗日坐标系的求解器采用动态链表数组对弥散颗粒相进行内存分配,可以解决因使用全局数组解决拉格朗日/欧拉坐标系转换带来的弥散颗粒群内存利用率低和计算效率低下问题。最后对多物理效应的可压缩颗粒两相流求解器进行验证,并在马赫数渐进趋于零的情况下,对两个不可压缩槽道颗粒湍流标模进行验证。

窄流道中柔性单板流固耦合数值模拟

板状燃料组件在先进核反应堆中得到了广泛应用。流体以一定流速轴向掠过平行板组件可能导致板的流致振动(FIV),而板的振动又会影响流场的重新分布,两者之间构成强烈的流固耦合(FSI)关系。针对板状燃料组件的FIV现象开发了计算程序。程序基于物理组成贴体坐标系(PCBFC),结合任意拉格朗日欧拉坐标法(ALE)实现网格的移动。本工作详细模拟了在窄通道中移动边界条件下流场的分布;数值求解板在流体压力下的梁式振动方程,从而实现窄流道中柔性单板流固耦合的数值模拟。

折流燃烧室两相喷雾燃烧流场数值模拟

在任意曲线坐标系下对折流燃烧室两相喷雾燃烧流场进行数值模拟,采用偏微分方程法生成三维贴体网格,采用k-ε双方程模型模拟湍流黏性,分别采用EBU(eddy break-up)-Arrhenius燃烧模型、EDC(eddy dissipation concept)燃烧模型以及二阶矩(second-order-moment,简称SOM)燃烧模型模拟化学反应速率,在非交错网格下,采用欧拉-拉格朗日方法模拟气液两相喷雾燃烧过程,气液之间相互耦合采用PSIC(par-ticle-source-in-cell)算法求解.数值分析不同湍流燃烧模型对折流燃烧室两相喷雾燃烧流场的影响,计算结果与试验数据比较,表明采用不同湍流燃烧模型所得的两相喷雾燃烧流场有所不同,其中SOM燃烧模型和EBU燃烧模型都能较好地数值模拟折流燃烧室两相喷雾燃烧过程.