基于贝叶斯推理的标准k-ε湍流模型参数识别

为了降低湍流模型湍流参数不确定性给工程湍流问题求解带来数值误差,以后台阶流动为例研究了适用范围很广的k-ε湍流模型的参数识别问题。针对模型和实验数据的不确定性而采用了贝叶斯概率反演方法,该方法集成了有限单元法的正向计算和Metropolis-Hastings抽样算法的反向计算,从而给出在流速测量值已知的条件下标准k-ε湍流模型参数的后验概率分布。算例计算表明,采用参数识别后的参数值进行计算比传统推荐值有效地降低了数值误差。

基于标准k-ε模型的平衡大气边界层模拟

基于标准k-ε模型和FLUENT软件,采用适当的平均风和湍流特征量入口条件,同时在壁面处采用修正壁面函数边界条件,进行空流场的平衡大气边界层模拟。将流场中不同位置处的平均风廓线、湍动能及其粘性耗散等流动特征量的廓线进行对比。结果表明,采用标准k-ε模型结合修正壁面函数对气流流经粗糙度相同的壁面时,不同位置处流动特征量的廓线吻合程度均较高。研究提出对建筑绕流等问题模拟之前需进行空流场的平衡性进行分析,另对文中尚未解决的问题进行讨论并提出解决思路。

基于标准k-ε模型的汽车节气门三维流场数值仿真

针对一种具体型号的节气门体建立了几何模型。用基于Fluent软件的标准k-ε模型对节气门三维流场进行数值仿真。仿真结果与实验结果吻合非常好,表明了标准k-ε模型在汽车节气门流场仿真中的适用性。仿真结果为汽车节气门体流场分析和节气门结构的改进提供参考。

基于标准k-ε模型的平衡大气边界层研究

平衡态大气边界层的精确模拟是计算风工程研究中的一项重要且容易被忽视的工作。文章基于标准k-ε模型的控制方程,对大气边界层的平衡条件作出适当假设,总结了与剪应力相关的入流边界条件的通用形式。为实现大气边界层的自保持,在湍动能和耗散率输运方程中添加源项使入流边界条件与湍流模型相协调,并对顶部和底部边界条件施加剪应力修正;然后,分别以二维缩尺和足尺模型为例进行了平衡大气边界层的模拟。研究发现,在湍动能和耗散率输运方程中添加源项对改善大气边界层的自保持产生了不可忽略的影响,在顶部和底部施加剪应力能较好地改善顶部和底部大气边界层的自保持效果,通过同时添加源项和施加剪应力能很好地实现大气边界层的自保持。

美国2013版《K-12体育教育标准》的特征及启示

针对我国《体育与健康课程标准》在实际应用中存在的问题,以美国2013版《K-12体育教育标准》为研究对象,分析其特征和变化,认为重视学生的个体发展以及从能力入手突出运动技能的理念是美国体育课程的转变方向。以此为基础,提出促进我国体育课程深化改革的启示:整合课程目标,提高对运动技能的重视;从运动能力入手,加强各个水平阶段的衔接性;明确掌握程度,制定具体等级;建立多级课程标准,完善体育教学体系。

美国3版《K-12国家体育教育标准》演变对学校体育影响的比较研究及启示

对美国1995年、2005年和2013年3版《K-12国家体育教育标准》的演变历程及趋势进行分析,并主要从国家体育教育标准的变化对美国各州体育教育、体育教师要求及学生体育活动的影响进行比较分析。美国国家学校体育标准培养目标的制定越来越明确与具体,更加注重对学生个体体育素养的培养,更加强调学生在体育中对个体和社会的行为责任,更加强调体育对学生个体成长的价值;受标准变化的影响,越来越多的州对小学、初中、高中提出了体育教育要求和每周体育课时数要求,越来越多的州允许学生在线体育学习和允许学生因疾病等情况替换、豁免、放弃体育教育,而对高中毕业生体育要求、学生健康评估与问责的州的数量没有明显影响;标准的修订对学生参与体育活动、参与体育课有积极影响,而对减少和控制学生体重超重、肥胖检出率影响不明显。启示:将学生平时体育成绩列入学生学业总成绩;制定有效措施提高体育教师专业发展质量;多途径实现体育教学;组织多样化的体育活动;建立学生"健身打卡"个人档案。

美国“各州共同核心标准”之阅读标准(K-5年级)的特点及启示

美国"各州共同核心标准"是目前美国广泛使用的课程标准。其K-5年级阅读标准十分重视信息类文本的阅读,注重阅读中的整合训练,并制定了阅读文本难易度的评价标准。我国小学阶段阅读教育可以借鉴其经验,注重阅读素养培育的跨学科性,全方位提升学生的阅读能力和知识基础;强调阅读中学生的主体性,培养学生独立思考和自主表达的研究意识;丰富阅读材料的呈现形式,提升学生的媒介素养和阅读训练的时代性,建立中文阅读分级标准,有效指导教材编写与教学实践中的文本选择。

美国《CSTA K-12计算机科学课程标准(2017年修订版)》的解读与启示

普及信息技术教育,是我国国家战略和教育发展改革的重要组成部分,扎根于课堂教学是有效落实的根本。《CSTA K-12计算机科学课程标准(2017年修订版)》基于全纳教育的教育理念、计算机科学的学科本质、面向未来的教育需求和实践可操作的教学标准进行研制和表达,其学科概念结构化体系、普及计算机科学教育、将计算思维作为思维方式和教学目标融于多学科教学中、系统进阶的结构化表述与呈现方式等方面的设计,对我国信息技术学科课程建设、课程标准内容的设计、面向每个学生的课堂教学的推进,提供了有益的参考和借鉴。

美国新版《K-12体育课程标准》中体能与技能教学的特征及其启示

针对中国新版《体育课程标准》在实际教学中没有解决学生身体素质连续下降的问题,分析了美国2013版《K-12体育课程标准》中美国小学、初中、高中学生体能、技能教学特征,提出完善中国《体育课标》的建议:构建小学、初中、高中连贯统一的体能、技能教学内容;重视学生兴趣,兼顾全面提高体能、技能能力;建立层层递进的体能年级水平评价指标;学习美国新版《课标》中在体能、技能教学中对学生健康责任感的培养.

美国《国家性教育标准:K-12核心内容和技能》解读

美国是世界上最早提倡性教育的国家之一,学校性教育的开展有丰富的经验。文章分析了美国于2012年颁布的《国家性教育标准:K-12核心内容和技能》,该标准通过七个领域统一规划性教育课程和教学,提升学生性教育知识和技能,同时加强性教育师资培训,使美国性教育向统一和标准化方向发展。

美国网络创新中心《K-12网络安全学习标准》评介

本文从美国K-12网络安全教育路线图入手,通过对《K-12网络安全学习标准》的开发模式、实施愿景、内容结构进行简要介绍和描述,分析其特点,从中得出我国在开展中小学网络安全教育方面的启示,同时促进我国信息技术(科技)课程中有关网络安全内容的建设与改进。

基于k-ε模型模拟平衡态大气边界层的比较研究

平衡态大气边界层的准确模拟是计算风工程领域的基础性难题,也是研究热点问题之一。该文首先对近年来国内外针对这一问题的理论研究成果按入流边界条件、湍流模型参数、附加源项模型以及壁面函数模型等四个方面进行了全面梳理和系统总结,并建议了一组新的标准k-ε模型湍流模型参数和通用壁面函数模型表达式。接着,采用计算流体动力学方法,建立简单边界层流动数值风洞模型,按照以上四种类别采用递进的方法对这些理论成果进行了详细的数值模拟验证和比较分析。结果表明:基于湍动能k方程解析解的入流边界条件并不必然会生成平衡态边界层,它和湍动能剖面的数学模型表达形式关系很大;除入流湍流边界条件外,湍流模型参数取值及壁面函数对平衡态大气边界层的模拟亦有较大影响,而增加源项并不能有效改善速度和湍动能剖面在整个流域范围的自保持性。该文对这一类问题的研究具有一定参考价值。

基于Ansys Fluent的离心空化发生器数值模拟研究

离心空化发生器是水力空化发生器中的一种,现阶段,离心空化发生器的结构特征和工况对空化效率的影响尚不明确,因此,本文对离心空化发生器在多结构多工况下进行数值模拟研究,得到空化效率较高的结构和工况,用以指导离心空化发生器实际应用。利用Solidworks进行多结构建模,并将模型导入Ansys Fluent中进行网格划分和边界条件的设置,控制方程选择雷诺时均ns方程,空化模型选择Schnerr-Sauer,湍流模型选择标准k-ε两方程模型进行有限元仿真分析,建立不同结构和不同工况下空化效率变量分析图。结果表明:空化发生的主要区域在转子内孔底部;转子内孔为75°的离心空化发生器模型的空化效率明显优于70°和80°时的离心空化发生器;不同的转子转速和水流入口速度对空化效率有影响,转子转速越快空化效率越高,空化效率随着水流入口速度的增大先升高后下降,在0.5m/s时达到峰值。

高水头大流量拱坝水垫塘水动力特性数值模拟

高拱坝泄洪过程具有高水头、大流量以及高流速等特点,对水垫塘结构安全提出了更高要求。为分析高拱坝泄洪对水垫塘地板的影响,采用标准k-ε紊流模型并借助几何重构格式的VOF法追踪水垫塘内自由水面,模拟结果与实测结果相吻合。结合水垫塘底板压力分布与湍流粘度模拟结果,分析了高拱坝泄洪消能过程中水垫塘底板的水力特性以及其对磨蚀损伤的潜在影响。

风工程数值模拟中平衡大气边界层的研究与应用

基于RANS方法构造满足水平均匀性的自保持平衡大气边界层是计算风工程中一个非常重要但尚未得到很好的解释和解决、同时也经常被忽略的前提问题。本文从描述湍流流动的模型方程角度对这个问题进行了研究。首先基于湍流平衡假设,从两方程标准k-ε模型导出一类近似满足大气边界层自保持要求的湍流来流边界条件;接着将本文建议的此类边界条件运用到模拟钝体建筑结构分离流动具有较好适用性的SST k-ω湍流模型中,通过数值风洞模拟对比算例,验证了作者提出的边界条件在构造自保持平衡边界层中的适用性。通过本文的理论和数值研究,一方面对研究平衡大气边界层的模拟问题提供了一种新的方法,另一方面也为风工程数值模拟提供了一类新的适用的来流湍流边界条件,将对增进计算风工程中模拟平衡边界层的理解有所帮助,因此具有理论和实用价值。

长距离无压引水隧洞水气两相流数值模拟

采用计算流体力学软件STAR-CD的水气两相流耦合VOF法的三维标准k-ε紊流模型对长距离无压引水隧洞进行了模拟计算。计算中引入考虑糙率影响的壁面函数,并用PLIC方法对水气交界面进行了重构。通过与引额济乌一期工程尾部调节水库泄水洞模型试验结果的对比表明,计算结果与实测数据基本吻合,说明所采用的数学模型是可行的。应用此模型对新疆八十一大坂长距离无压引水隧洞水气两相流进行了模拟,结果表明长距离无压引水隧洞在隧洞进口处出现水流扰动区,在主支洞交汇处出现水流漩涡区,在隧洞出口处出现水流突变区,并分析了隧洞沿程过水面积、空气流量以及支洞补气量的变化规律。

基于CFD的大流量喷嘴喷射性能研究

目前应用于大型油罐油泥搅拌最安全、最有效的搅拌系统是旋转射流搅拌系统(R JM),其中大流量喷嘴的性能决定了搅拌器的工作效率,是搅拌系统研发的关键和难点。针对以原油为工作介质的大流量喷嘴,采用标准k-ε湍流模型对喷嘴内部及外部的流场进行了全三维数值模拟,分析和研究了喷嘴结构参数(收缩角、长径比、直径)及工艺参数(粘度、进口速度)对其射流性能的影响。在工程应用上,为选择合理的喷嘴结构具有一定的指导作用。

基于动网格的地铁活塞效应非稳态气流模拟

活塞效应是影响地铁隧道和站台气流非稳态流动的主要因素,为此采用现场试验和数值模拟的方法对气流进行分析.其中,实验选在装有安全门的运行车站,并记录列车运行时的测点风速.数值研究基于实验车站的全尺寸模型,并利用动网格技术对其模拟.研究结果表明,采用标准k-ε方程的模拟方法结果和实验数据吻合较好,证明其适用于高雷诺数的隧道模拟研究.研究同时发现,活塞风在站台前后两个联接处(迂回风道和活塞竖井)中表现出比较稳定的分流和吸风比率,且无论在开式系统还是闭式系统状态下,进入迂回风道和吹入站台的风量是成特定比例关系的.

简单射流流化床的数值模拟

以双欧拉模型及颗粒动力学理论为基础,应用Fluent软件进行了简单射流流化床的模拟.经过不同湍流模型下的二维、三维计算结果分析,并与实验值比较,初步探讨湍流模型和二维、三维模拟方法对稠密气固流动数值模拟的影响,发现RNGk ε湍动方程较标准k ε湍流模型提高了稠密气固两相流数值模拟的准确性,三维模拟计算的流场比二维模拟更准确.

矩形农渠机翼形量水槽水力特性数值模拟

采用VOF方法与标准k-ε紊流模型相耦合,对矩形农渠中三种不同收缩比的机翼形量水槽进行三维数值模拟,并将渠道下游断面水深、过流流量等数值计算结果与物理模型试验结果进行对比,结果表明,二者吻合得较好,从而证明采用三维CFD数值模型对实体模型内部流场的模拟是可靠的,为今后机翼形量水槽的深入研究和优化设计提供了新的方法和依据。