突扩流的数值模拟

通过二阶全展开ETG有限元方法及其与大涡模拟的结合 ,对不同雷诺数条件下的突扩流动进行模拟 。

Lattice-Boltzmann两种非均匀网格算法及其对突扩流的模拟

给出了Lattice-Boltzmann方法两种非均匀网格算法(即区域分裂方法和坐标变换方法)及计算步骤。对典型的突扩流问题进行了模拟分析,将所得结果与均匀网格进行比较分析。并对两种非均匀网格算法对流场模拟时进行了比较分析。区域分裂方法的优点在于区域划分过程灵活,对结构形状的要求低。坐标变换方法的优点在于只要对区域建立起合适的曲线坐标,计算过程简单,更节省时间。

用K-ε紊流模式预报管道突扩流

1 前言复杂几何边界区域中紊流运动的预报,一直是人们所关注的课题.紊流运动的复杂性给数值预报带来相当大的困难;数学模型不仅包括描述时均场的偏微分方程组,而且必须增加描述紊动场的紊流模式.使控制方程组构成封闭系统,针对具体问题,结合适定的初始条件和边界条件可唯一地确定相应的解.本文所用的K-ε模式就是紊流模式中的一种2-方程模式.

基于非均匀网格二维突扩流Lattice-Boltzmann方法模拟

将非均匀网格插值方法引入基于Lattice-Boltzmann(LB)方程的d2q9模型,据以模拟二维突扩流,并与LES紊流模型模拟得到的结果进行了比较.结果表明,LB方法与LES模型计算的结果相似,但LB方法计算简单,花费时间也少.因而对于二维突扩流这种复杂流动,用LB方法来模拟较为合适.同时预示了LB方法在河道水流泥沙数值模拟中应用的广阔前景.

二维定常突扩流的数值模拟

对二维定常突扩流问题进行了讨论 ,就一个具体情况进行了数值模拟 ,表现出明显的涡流效果。

突扩管分离流场的数值模拟

边界突然扩大的流动在管道输运工程中是一种常见的流动现象,管道的设计对节能及生产成本的降低起着至关重要的作用。利用计算流体力学(CFD)中的FLUENT软件对突扩管路牛顿流体层流情况进行数值模拟,并通过后处理软件Tec-plot和Origin对模拟结果做了数据处理,给出了不同雷诺数和不同突扩比情况下的突扩管分离流场的流线图,分析了它们对突扩管流的影响。结果可以很好的反映突扩管流的基本特征,为工业生产中常见的此类问题的研究提供了理论依据和分析方法。

突扩管道中密相两相湍流的数值研究

利用颗粒动力学理论 ,建立了密相两相双流体湍流模型 ,给出了其封闭方程组 ,提出了一个简单而精确的颗粒径向分布函数的计算式 .运用所建的数学模型 ,系统地研究了竖直向下突扩管道中气固两相湍流的流动 .计算发现 :两相突扩的流动特性与流动突扩比、两相间密度差、颗粒大小、颗粒的平均体积分数等因素有关 ;颗粒相的流动特性在某一个颗粒直径下会发生突跃 ,这个直径的大小是与流动突扩比及两相的密度及粘度有关的 .

连续突扩管流的数值模拟

针对二阶连续突扩管流,分析研究了紊动水流运动特点,建立了标准k-ε紊流数学模型,编制了计算程序,并利用物理模型试验资料对其进行了验证;利用模型对二阶连续突扩管流水头损失进行计算,分析结果表明,当中间管段的长径比在3～4左右时,相对水头损失系数最小,可以为连续突扩管道的设计提供相关参考依据.

明渠突扩分离流底部回流长度统计特性研究

利用大涡模拟技术,对明渠突扩分离流三维流动进行了数值模拟,得到明渠突扩分离流流场精细速度分布特征,并与试验结果进行了比较,指出：在高雷诺数下,明渠突扩分离流的底部回流长度随时间不断震荡,但整体统计特征值趋于稳定,统计平均长度与试验结果相符,并且对雷诺数的依赖很小。

人工压缩法计算突扩管道流

使用人工压缩法计算了突扩管道流.对计算所得不同雷诺数下的等压线图和流线图进行了对比分析,结果表明,在扩张截面的拐点处形成了低压区,扩张后在侧壁右侧形成了涡,且Re数越小涡越小,Re数越小涡心的位置离侧壁越近.同时在计算中也发现,Re数较大时在出口处将形成回流区,收敛速度也变慢.

突扩明渠分离流中红鲫鱼运动的特点

为了探讨突扩明渠分离流中红鲫鱼运动的特点,通过特制的鱼类游泳行为观测装置,记录了红鲫鱼在多种流速条件下的运动轨迹,并且利用fluent计算了流场结构和涡量场。结果表明:鱼类在游动过程中对流速或涡量较大变化时会不断调整游动速度以适应水流变化。当所在区域流速、涡量变化非常小时,鱼类游动速度基本不改变,但在徘徊的过程中遇到流速大幅增大或大涡量时,鱼类会出现相应的快速响应情况。