旋转同心圆筒间Couette-Taylor流动的数值模拟

通过求解三维不可压缩流Navier Stokes方程 ,数值模拟了旋转同心圆筒间的Couette Taylor流动问题 .计算预测了流动失稳的临界Reynolds (Rec)数及相应的空间失稳波长 ,与已有的实验结果相符很好 .同时 ,还计算显示了复杂的流场结构 ,结果表明 ,当Re小于Rec 时 ,流场为二维结构 ;当Re数增大到Rec数之后 ,流场发展成三维定常流动结构 ;当Re数进一步增大 。

强吸气旋转圆筒壁面湍流边界层建模及计算

提出了湍流边界层的一种简单、快速计算方法,用以求解强吸气作用下旋转圆筒表面边界层流动.首先,理论分析了同心圆筒间的旋转流体运动,外筒静止、内筒旋转且为多孔吸气条件.强吸气情况下旋转流动主要表现为内筒壁面附近的边界层流动,基于这一事实得到了周向速度分布的解析表达式.其次,通过引入新参数扩展Cebeci-Smith代数湍流模型,使其能考虑流线曲率、壁面吸气、低Reynolds数效应等因素.针对这些因素的综合影响,采用解析修正和经验参数对模型进行调整.同时,基于Reynolds应力湍流模型的仿真结果,校准代数湍流模型中的经验参数.最后,给出基于广义Cebeci-Smith湍流模型的旋转壁面边界层流动的迭代算法,该算法适用于需要特殊迭代过程的轴向及周向流动均匀情况.计算了不同旋转速度和吸气强度组合工况下的边界层流动,其周向速度和湍流强度分布与基于Reynolds应力湍流模型的计算结果非常接近.并且表明,当Reynolds应力湍流模型数值模拟预测内筒边界层为稳定层流时,该方法也再现了相同初始条件下的层流边界层.

旋转管式膜分离器流型的研究

采用三相异步电动机的输入电磁转速与三相异步电动机的实际转速之差的变化来表征两旋转圆筒间流场特性的参数。主要研究了清水介质时无轴向流和有轴向流条件下流型的划分 ,并将无轴向流时的流型分成了 6种 :Couette层流 ,层流泰勒涡 ,层流波涡 ,层流调制波涡、湍流泰勒涡和湍流 ;有轴向流时的流型分成了 4种 :Couette层流、层流泰勒涡、湍流泰勒涡和完全湍流。并且验证了流型转变的滞后特性。

高含水旋转湍流场中油滴分散特性的数值模拟

旋转湍流场中液滴的分散特性是流体机械设计优化过程中的难题。采用新型同心旋转圆筒装置获得了均匀分布的旋转湍流场,在Hinze模型的基础上考虑了分散相黏度对油滴分散特性的影响,对旋转湍流场和油滴分散特性的关系进行了初步探讨,获得了雷诺数为5.5×104~2.4×105,相对离心力为21.9~643.3时,流场特性与油滴分散特性的经验关系式,完善了旋转湍流场内油水分散特性的研究,为旋转湍流场内液⁃液分散特性提供新的研究思路。