不同进口边界条件对压气机带冠静叶性能影响的数值模拟

为了研究多级压气机中前面级总压和气流角参数变化对后面级带冠静叶气动性能和流场细节的影响,以4级低速大尺寸压气机中第3级转静叶和下游转叶为研究对象,通过改变第3级进口总压和气流角参数,进行了3种进口边界条件的定常数值模拟。结果表明:进口总压降低提升了带冠静叶的气动性能,20%以下的近轮毂区域总压损失减小13.18%,叶片吸力面边界层厚度减小,篦齿容腔泄漏流线上扬受到抑制;进口气流角减小使近轮毂区域的总压损失减小9.80%,出口压力系数增大,但落后角径向分布偏差变大,在出口截面吸力面一侧出现高径向速度区,通道中的涡结构向吸力面偏斜并融入角区,致使出口气流角波动幅度高达4°。结论可为数值模拟和试验测试的进口边界条件差异对计算结果的影响提供量化参考。

水电站厂房蜗壳进口边界条件对止推环作用的影响研究

为了研究水电站厂房蜗壳进口边界条件对止推环作用的影响,采用ANSYS软件对某水电站地下厂房蜗壳结构进行三维有限元计算,研究了蜗壳进口不同边界条件和止推环对蜗壳结构受力特性的影响,提出了蜗壳进口边界条件的合理模拟方法。结果表明:设置伸缩节时,直埋蜗壳方案止推环只承担了不平衡水推力的5. 63%,低于垫层蜗壳方案时的29. 21%。而不设伸缩节时,考虑上游钢管和外包混凝土情况下,上游钢管承担的不平衡水推力相比不考虑上游钢管和外包混凝土的情况减小6%～19%。因此,无论上游钢管是否设置伸缩节,直埋蜗壳均不需设置止推环;对于垫层蜗壳,设置伸缩节时止推环可以起到较为明显的止推作用,但不设伸缩节时上游钢管或加劲环能够代替止推环的作用,可以考虑取消止推环。综合考虑蜗壳进口上游钢管对计算精度的影响、计算模型的复杂性以及计算工作量的增加程度,建议蜗壳计算模型中进口范围取至上游钢管中第一个加劲环,并施加轴向约束。

速度进口边界条件对鼓泡床流动影响研究

进口边界条件是影响鼓泡流化床流体动力行为的重要因素之一。本文基于欧拉-欧拉双流体气固两相流模型,对具有中心射流进口的鼓泡流化床进行了数值模拟研究。分别采用脉动和定常进口气体速度边界条件,对鼓泡流化床内气泡的形成、长大、分离,气泡的大小进行了分析和研究。模拟结果与Kuipers等的实验结果进行了比较,研究结果表明考虑进口速度的脉动能够更加合理地预测和分析床内流体动力行为。

进口边界条件对边壁进风鼓泡床流动的影响研究

为了探寻速度进口边界条件对边壁进风鼓泡流化床床内气泡行为的影响,根据欧拉-欧拉双流体模型,应用标准kε-方程模型处理气体湍流流动,分别采用均匀进风速度边界条件、脉动项按正态分布和脉动项按正弦分布的脉动进风速度边界条件,对鼓泡床内的气固两相流动过程进行了数值模拟.结果表明:采用脉动进风速度边界条件时,在非射流孔道处气体可形成气泡,气泡的上升速度比匀速进风时小;气体能够充分地与固体颗粒相互作用,床层中的空隙率主频较小;在设置边界条件时考虑脉动能够更合理地预测和分析床内气泡的尺寸、速度等特性.

大气环境下的LES技术分析

计算流体力学(CFD)是研究建筑通风的重要技术手段,研究方法上主要分为雷诺平均法(RANS)和大涡模拟法(LES)。对于在大气环境下的CFD相关模拟中,RANS将大气中的涡旋看作各项同性,无法捕捉大气中细小的涡旋,且对计算结果进行了平均,无法得到真实流场信息。LES技术可以模拟瞬时流动状态且计算精度大于RANS,在近几年来得到了广泛的应用。然而LES对于进口边界条件十分敏感,且需要人为添加入口扰动,所以如何构造LES入口边界条件成为了关键问题。因此对几种相关技术展开了论述,从原理上对其进行了分析,并提出了新的合成湍流方法,同时进行了案例试验。

大涡模拟进口合成湍流方法

进口瞬时湍流脉动条件直接影响大涡模拟的精度。对比研究了更适合工程应用的合成涡和合成谱方法,并通过考虑进口速度时间相关和随机数的概率密度分布,对合成谱方法进行改进。对零压力梯度平板湍流模拟结果的对比表明:不同湍流合成方法得到的合成湍流均存在发展为真实湍流的过渡过程;考虑进口湍流脉动的时间相关有助于合成湍流更快地发展为真实湍流,需要的流向距离更短;合成谱方法采用正态分布系数优于均匀分布,改进的合成谱方法优于常规合成谱方法。

均匀布风鼓泡床内流体动力特性数值模拟研究

基于欧拉-欧拉双流体模型,数值模拟研究了底部均匀布风鼓泡流化床内气固两相流体动力特性。鼓泡床底部分别采用均匀进风和脉动项按正态分布的脉动进风速度边界条件,分别考察了不同进口边界条件对鼓泡床内气固两相流体动力特性的影响。模拟结果显示,采用脉动项按正态分布的脉动进风速度边界条件时,气体能够充分地与固体颗粒发生相互作用,表明在数值模拟中边界条件设置时考虑速度脉动可以更合理地预测床内气固两相流动特性。