鼓泡塔中的有效涡扩散系数及湍流特性

依据湍流模式理论提出新的有效涡扩散系数关系式，讨论其与既有关系式的异同并与湍流实测数据比较，结果表明，本文关系式给出与实测值更为一致的结果，而既有的一些关系式的计算值偏高．由此讨论了涡扩散系数与鼓泡塔流动模型的关系，指出了数据偏差产生的原因．

鼓泡塔中Reynolds剪切力及涡扩散系数的局部分布

根据鼓泡塔内的两相湍流特性，提出估算塔内局部Ｒｅｙｎｏｌｄｓ剪切力的方法，由此导出新的局部涡扩散系数关系式，讨论其与既有关系式的异同并与湍流实测数据比较。结果表明，新关系式给出与实测值更为一致的结果，而既有的一些关系式的计算值偏高；较之单相管流关系式，新关系式具有明确物理意义。

有无翼尖涡扩散器的民航机翼数值模拟计算

采用ANSYS FLUENT软件对有无翼尖涡扩散器机翼翼尖涡的形成和消散进行基于Realizable k-ε涡粘模型的数值模拟计算,以探究翼尖涡扩散器对尾流的影响。通过对比分析两种机翼的静压系数、轴向涡量、速度矢量可知:加装翼尖涡扩散器不仅可以改变翼尖处静压系数的分布,使升力系数增大;还可以阻挡下翼面高压气流向上翼面流动,将翼尖涡分隔成涡量相反的四个涡,这四个涡在流向下游的过程中彼此消耗能量,最终减小了尾流的范围。

南海东北部表层水体水平涡动扩散的^(228)Ra示踪研究

研究了1994年8－9月南海东北部表层海水中228Ra的分布特征。采用Mn－纤维富集海水中的Ra同位素，通过其子体228Ac的β计数法来测量228Ra。表层海水中228Ra的放射性比活度从2．48Bq·m－3变化到4.47Bq·m－3，平均值为3.24Bq·m－3。228Ra的水平分布表现为调查海区东北部比活度较高，这与该航次的226Ra的分布特征相一致。根据各断面的228Ra放射性比活度与离岸距离之间的负相关关系，计算了它们所对应的水平涡动扩散系数，并讨论海域的地貌特征对228Ra比活度分布的影响。这些研究结果对表层水体的混合、交换，尤其是可溶性污染物的迁移、扩散以及海域的自净作用的研究都具有实际意义。

快速涡方法中涡片扩散的新算法（英文）

在Ploumhans粘性涡方法的基础上,文章研究了一种用于三维非定常流场计算的快速涡方法。同时根据壁面无滑移边界条件,提出了一种新的涡片扩散方法。通过将涡量分配给流场内的涡粒子,模拟了物面产生的涡量扩散到流体中的过程。为了降低计算量并保证较高的计算精度,采用了自适应快速多极方法进行速度及速度梯度的计算。该方法应用于球突然启动瞬态流动数值模拟,通过与实验数据及其他数值计算结果进行比较,验证了方法的可行性。

确定无河湾海水涡动扩散系数的一种方法

提出一种在暴雨刚过的几天内,以海湾盐度空间分布的时间变化来确定扩散系数的方法,用于模拟的水质模型为二维和三维潮平水质模型,本工作以湄洲湾为具体研究对象,实施暴雨过后几天内盐度时空变化的观测和模拟,求得湄洲湾的扩散系数。

平面二维明渠流动数值计算中涡粘扩散项的合理选取

为了更合理地对明渠恒定或不恒定流数值计算中的涡粘扩散系数进行选取,作者在设计了消除各种不同波长短波分量的公式的基础上,找出了新的附加项形式,以代替通常在基本方程中所采用的所谓涡粘扩散项. 研究表明,新的附加项无论在物理含义及数值效应上都是合理的,而且在量值的选取上较之通常采用的方法更有依据,因而有较好的应用前景。

翼尖涡流场特性及其控制

大型运输飞机的尾涡系是诱发后继小型飞机空难的重要原因,需要有效的涡控制装置来削弱其强度。通过风洞实验,研究了翼型为NACA23016的矩形半机翼模型翼尖尾涡流动结构和控制方法。应用七孔探针空间流场定量测试技术研究了翼尖涡的流动结构,给出了翼尖尾涡在下游两倍弦长距离内的速度和压力场分布随迎角变化的规律。在机翼翼梢布置不同组合方式的翼梢涡扩散器,来控制翼尖涡。研究结果表明,正负90°和60°安装角的双翼梢涡扩散器可将翼尖涡涡核的静压增加60%以上。其旋涡强度削弱机理为:翼梢涡扩散器将集中的翼尖涡破碎分成两个或多个强度更弱的旋涡。在流体粘性的作用下,旋涡能量耗散更快,可有效地削弱翼尖尾涡的强度。

风力机叶尖涡特性及其控制

通过数值模拟研究了风力机叶片尖部尾涡强度和控制方法。在叶片尖部设计了不同倾斜角的漩涡扩散器来控制叶尖涡,分析了风力机叶片尖部漩涡特征和叶片表面压力分布情况。同时,研究了叶尖涡强度随风轮尖速比变化规律。研究结果表明,叶尖涡扩散器能够提高叶尖涡涡核的总压,削弱其漩涡强度。在粘性作用下,风力机尾流漩涡耗散更快,可有效地削弱翼尖尾涡的强度,提高叶片效率。

用粘性涡方法计算伞状物绕流

文章用粘性涡方法计算了二维伞状物绕流问题。首先阐述了涡方法的基本理论 ,包括涡元的对流、粘性扩散、物面涡元的脱落、物体所受气动力计算等 ,然后介绍了使用涡方法的一般步骤。最后将完全充满的伞衣简化为二维圆弧壳 ,计算了伞衣内外压力分布。

东海环流与涡的一个预报模式

本研究采用袁耀初提出的一个三维海流预报模式,并结合改进逆方法,后者是为了较合理给定开边界条件,利用1987年11月- 1988年1 月期间“实践”号与“09”号两调查船在东海与九州以南海域的调查资料,对东海环流及涡进行预报计算,并对诊断摸式与预报模式的计算结果进行比较与讨论,还讨论了黑潮与黑潮以东涡之间相互作用及其变化。 一。

孟加拉湾4个典型地区的涡旋热和盐输送

利用涡扩散法、海面高度资料和气候水文资料,对孟加拉湾海域海盆尺度涡(湍流)致热盐输运进行了估算.结果发现,在孟加拉湾大量的涡致输运主要存在于4个区域:孟加拉湾北部的西部边界(NB)、孟加拉湾西部(WB)、斯里兰卡南部和东部(SWB)以及孟加拉湾东南部靠近马六甲海峡区域(SEB).根据涡输运的气候态分布,涡致热输运主要存在于NB和SWB海域,而涡致盐输运主要存在于NB、SWB和SEB海域.基于季节平均的涡致输运估计, NB和SWB海域涡致热输运较为显著的季节为初夏和夏季季风季节,而在WB和SEB海域为后夏季风季节.此外,季节性涡流动能(EKE)调制通过季节性强化的东印度洋沿岸流(EICC)和西南/东北季风电流(SMC/NMC),被确定为影响季节性涡流的主要因素之一,在NB、WB和SWB区域分别进行运输.

先进翼尖装置流体动力特性数值模拟与分析研究

对民用客机上使用较多的两种翼尖装置(融合式翼梢小翼和翼尖涡扩散器)进行了对比分析与研究。在基本机翼参数相同的基础上,利用ICEM软件对基本机翼及分别加装两种不同翼尖装置的机翼生成点对点对接的高质量多块结构化计算网格,采用Roe三阶迎风偏置通量差分裂方法和隐式近似因子分解法求解耦合SA湍流模型的雷诺平均Navier-Stokes方程。通过计算得知:在巡航状态下分别加装融合式小翼和翼尖涡扩散器后,两种机翼的升阻比分别提高了10.945%和4.993%,俯仰力矩系数分别增加了9.410%和5.116%,翼根弯矩系数分别增加了7.380%和1.013%。分析结果表明:相比于翼尖涡扩散器,融合式翼梢小翼能更显著地提高机翼的升阻比,但同时也较为明显地增加了机翼的俯仰力矩和翼根弯矩,从而导致飞机配平阻力和翼根结构重量的增加。

风力机叶型增升及叶尖流动控制研究

研究了两种改善风力机叶型气动性能的流动控制技术,分别对风力机专用S809翼型和较大升阻比的FX 60-100翼型进行应用研究.首先,通过在叶型前缘加装流动偏转器,研究流动偏转器对叶型流动分离的控制效果.并采用多岛基因算法,对流动偏转器进行多参数优化.结果表明:流动偏转器可以有效控制叶型的失速特性,推迟失速攻角和增加升力;基因优化算法能更大地提升流动偏转器的控制效果.其次,基于对风力机叶尖旋涡和尾涡特征以及叶片表面压力分布的分析,在叶片尖部加装不同倾斜角的旋涡扩散器控制叶尖涡.结果表明:涡扩散器能够提高叶尖涡涡核的总压,削弱其旋涡强度,使风力机尾流旋涡耗散更快,从而可以减小噪声,提高叶片效率.

单喷嘴燃烧流场仿真研究

运用CFD技术,采用涡扩散(EDC,eddy dissipation concept)模型对某发动机单喷嘴燃烧的稳态燃烧流场进行了数值模拟,得到了燃烧室内的压力、速度、温度及燃气组分等参数的分布情况,并对其混合程度进行了评估。结构改进前后的计算结果对比表明,适当增加中心喷嘴的壁厚和缩进长度有利于燃烧室火焰的附着和提高燃烧室流场的均匀程度。

各向同性湍流中颗粒弥散的直接数值模拟

对三维气粒两相各向同性湍流进行了直接数值模拟以研究悬浮在其中的颗粒的运动.重点考察了颗粒惯性对颗粒和颗粒所见流体速度的自相关以及颗粒弥散特性等的影响.颗粒的Lagrangian积分时间尺度随颗粒惯性单调增加,颗粒所见流体速度的Lagrangian积分时间尺度保持相对稳定;当颗粒的弛豫时间尺度与流体的Kol mogorov时间尺度相当时,流体Lagrangian积分时间尺度有较大偏离.当颗粒的惯性很小时,颗粒扩散随惯性增大而增强,但当颗粒的惯性大于一定值时,颗粒的扩散性反而减弱,局部富集明显时颗粒扩散系数最大,此时颗粒的涡扩散系数可比流体的高约30%.τp/τk≈1.0的颗粒的浓度场显示,由于局部富集效应颗粒倾向于集中在低涡度高剪切的区域.

乙烯裂解炉管内裂解反应的CFD模拟

应用计算流体力学(CFD)软件Fluent62.,采用详细化学反应机理模型-涡扩散概念(EDC)模型,对乙烯裂解炉2-1型反应管内主反应进行了三维数值模拟.模拟结果表明,EDC模型可正确求解裂解反应,主要产物收率与工业数据吻合较好;沿反应管轴向油气吸热升温,裂解反应加剧,产物产率逐渐发生变化;沿反应管径向存在明显的流体流速和温度的变化,而产物产率的变化没有流体流速和温度的变化明显.

民机翼梢小翼气动特性数值模拟分析研究

针对某民机翼身组合体加装不同翼梢小翼——融合式翼梢小翼和翼尖涡扩散器进行对比分析。用软件ICEM生成原始翼身组合体及加装不同小翼的翼身组合体的点对点对接多块网格技术生成高质量的数值计算网格,运用Roe三阶迎风偏置通量差分裂方法和隐式近似因子分解方法求解雷诺平均N-S方程。对两种不同翼梢小翼在巡航点进行数值模拟,得到合理的翼稍小翼几何参数;对比升阻特性数据,两种翼梢小翼都可以提高升力系数,减少阻力系数。相对原始翼身组合体,融合式翼梢小翼升阻比增加9%,翼尖涡扩散器升阻比增加6%;但翼尖涡扩散器在力矩特性上有较大优势。所得结论对民用飞机翼稍小翼设计工作具有较大的工程应用价值。

厦门湾海水中^(224)Ra的深度分布特征及其应用

本文采用MnO2-纤维富集、220Rn的连续射气闪烁法测定厦门湾海水中的224Ra，利用其垂直分布求出该海域的垂直涡动扩散系数（Kz），为该海域可溶性污染物扩散、迁移和海域自净能力的估算提供理论依据．该海域224Ra的垂直分布及由此得出的Kz使我们能够洞悉研究海域水体的垂直扩散特征及其时、空变化．

基于镭同位素分布的黄海和东海垂直混合速率计算

在黄海和东海采样测定了水体中的镭同位素分布,用平流扩散模型描述镭同位素分布,最小二乘方法计算了垂直涡动扩散系数和上升流或下降流流速.结果给出北黄海中部、南黄海中部、浙江沿岸和台湾北部海域存在上升流,流速分别为0.46×10^(-3)cm·s^(-1)、0.17×10^(-3)～1.39×10^(-3)cm·s^(-1)、2.02×10^(-3)～3.04×10^(-3)cm·s^(-1)和1.06×10^(-3)～2.51×10^(-3)cm·s^(-1).北黄海中部和东海东北部存在下降流.流速分别为-2.30×10^(-3)cm·s^(-1)和-0.61×10^(-3)～-2.10×10^(-3)cm·s^(-1) .计算同时给出的垂直涡动扩散系数为5.84～48.2 cm^2·s^(-1),平均值为22.3 cm^2·s^(-1).北黄海和浙江沿岸上升流流速与文献的结果一致;北黄海中部存在下降流与文献的结论一致.本研究结果与文献结果一致是对所建立的方法的肯定,也是对文献研究结果的支持.