荷电流体k-ε双方程湍流模型的建立

由于电场和流场的脉动耦合,荷电流体的湍流运动十分复杂。在建立瞬态荷电流体微分方程的基础上,采用周培源的湍流模式理论,推导了荷电流体的单相K-ε模型方程,该模型方程考虑了电场和流场湍流脉动的耦合作用,为建立荷电颗粒拟流体的多相湍流模型奠定了基础。

非线性双方程湍流模型用于翼型分离流动模拟

采用非线性k-和q -ω双方程湍流模型 ,利用高收敛率、高精度和高分辨率的数值算法 ,对二维NRELS80 9翼型在 0～ 18°攻角范围内的低速绕流进行了数值模拟 ,将翼型的升阻特性的计算值与实验值进行了比较。与采用线性k-和q -ω双方程湍流模型的计算结果对比表明 ,当翼型流动发生分离时 ,采用非线性双方程湍流模型可以明显地改进计算精度。本文采用的数理模型与数值方法可有效地用于风力机翼型大尺度分离流场的预测。

紊流k-ε双方程数学模型应用于铁路客车车内气流组织的模拟计算

运用紊流 k- ε双方程数学模型理论对铁路空调客车 (硬座车 )车内气流组织 ,主要是速度场、温度场进行了模拟计算。计算中采用了交错网格和压力修正法 ,建立了计算边界条件。并与试验结果进行了简单对比 ,初步提出了有效预测车内气流组织状况的方法。

固液两相流中的K－ε双方程湍流模式

建立了固液两相流中更一般的Ｋ－ε双方程湍流模式．模化了固相和液相的连续方程、动量方程及Ｋ方程和ε方程．该湍流模型考虑了固液两相间速度的滑移，颗粒间的作用及相间作用．使用本文所建立的湍流模型，数值预测了一管湍流中的沙水混合流动，其预测结果与实验结果比较一致．

固液两相流中K—ε双方程湍流模式及在水涡轮机械流场中的应用

基于两流体模型，建立了固液两相流中Ｋ—ε的双方程湍流模式。模化了连续方程、动量方程、Ｋ方程及ε方程，在这些模化方程中，考虑了固液两相间速度滑移，颗粒间的作用及相间作用。使用本文所发展的湍流模型和颗粒磨损模型，可预测固液两相湍流中的流动特性和颗粒对过流部件的磨损率。数值模拟了一水轮机蜗壳含沙水流中的流动特性及磨损分布。其预测结果与实验结果较为一致．

零方程模型用于空调通风房间气流组织数值模拟的研究

为了对Chen提出的零方程模型进行评价,研究了三种典型的空调通风房间气流组织工况(强迫对流、混合对流和自然对流),同时采用Prandtl的混合长度理论和双方程K-ε湍流模型的计算结果作为比较。研究表明,总体来说Prandtl的混合长度理论能够获得比Chen的零方程模型更好的结果;从这两种零方程模型的构造分析,Prandtl混合长度理论较为合理,但Chen的零方程模型更容易收敛。相对于双方程K-ε湍流模型,零方程模型仍属于低级模型,计算精度有限,但它能极大地节约计算资源。

混流式模型水轮机全流道三维定常湍流计算

本文完成了为岩滩水电站所设计的混流式水轮机模型的全流道三维定常湍流计算。计算程序以雷诺时均连续性、N -S方程作为控制方程 ,选用标准k-ε双方程湍流模型使方程组封闭。数值求解通过SIMPLEC算法实现速度、压力的分离求解 ,离散差分格式具有二阶精度。通过计算获得了各过流部件的流动细节 ,预估了水轮机的能量、空化性能 ,并与模型试验结果进行了比较。

丁坝绕流的k-ε紊流模型数值解

本文采用雷诺方程组描述丁坝绕流运动,并用紊流k-ε双方程模型闭合雷诺方程组。根据控制体积法导出沿水深平均的二维偏微分方程的离散格式,然后用SIMPLER程式进行求解。通过计算,获得丁坝绕流流场内流速、水化、紊动能和紊动粘性系数的断面分布规律,其中流速和水位的计算值与实测资料较为一致。

用大涡模拟方法计算尾水管内非定常周期性湍流

本文运用大涡模拟 -双方程模型进行尾水管内部非定常周期性湍流计算 .而且本文对尾水管复杂计算域的网格划分 ,提出一种更加合理的多块结构网格 .计算结果用波形显示了尾水涡带和压力脉动的主要性质和运动特征 .

基于并行计算的湍流燃烧流场数值模拟研究

首先研究了数值模拟系统的主要体系结构并分析了并行计算基本原理,然后使用计算流体力学平台OpenFOAM建立湍流燃烧流动数值模拟系统并使用该系统在特定的燃烧室网格环境下对煤气和空气湍流射流扩散燃烧进行数值模拟。模拟实验结果表明:系统能够较好地展示煤气和空气湍流燃烧流动的反应特性,验证了系统设计的合理性,而且通过使用并行计算技术后发现计算速度也明显加快。

分解炉内气相湍流流动的数值模拟分析

针对高原地区某分解炉的实际尺寸,采用Realizable(带旋流修正的)κ-ε双方程模型对分解炉 内气相湍流流场进行数值模拟,分析了该分解炉内速度及湍动能分布特征,验证了该分解炉的设计合 理性,为进一步研究分解炉优化设计提供了参考。

DD分解炉内湍流流场的数值分析

以气体湍流流动微分方程组及k ε双方程模型为基础 ,采用Simple算法对DD分解炉内的湍流流场数值模拟 ,分析了炉内气体运动及湍流脉动规律和特点 ,并与冷模实验结果进行比较 ,验证数学模型的可行性 。

循环流化床垃圾炉气相湍流流动的数值计算

如何有效的处理城市生活垃圾已经成为当今社会人们关注的焦点问题。循环流化床技术以其独特的优势已成为焚烧垃圾的一种有效的方法。本文针对清华大学开发设计的循环流化床垃圾炉,应用k-ε双方程模型建立了炉内气相湍流流动的数学模型。利用cfx计算软件计算了炉内气体的速度场,并对计算结果进行了分析。为今后的进一步研究奠定基础。

三相流化床除尘脱硫器性能的数值模拟研究

利用数值计算的方法模拟计算三相流化床塔内流场分布,探求三相流化床的设计参数和运行参数对流场分布的影响,并找出优化整流板布置的方法;利用离散相模型模拟计算粉尘粒子运动轨迹,分析设计参数和运行参数对除尘效率的影响,并与实际工程测试结果比较,结果是两者基本吻合.因而,所用模型可以用于实际工程计算,为三相流化床的设计及保证其长期经济安全运行提供了依据.

填料塔轴径向气体分布器气体流场的数值模拟

采用 K- ε双方程模型 ,用有限元方法对轴径向气体分布器的气体流场进行了数值模拟 ,其结果与实验结果吻合良好 ,表明数值模拟可以有效预测较实验更为详细的气流运动特点 .

1000MW超超临界旋流燃烧锅炉稳燃特性数值模拟与优化

使用realizable k-双方程模型,对一台1 000 MW超超临界机组对冲旋流燃烧锅炉的燃烧过程进行数值模拟,研究燃烧器一、二次风口形状对燃烧器热态流场、温度场分布的影响,并考虑了NO的排放量,对燃烧器3个改进方案进行了比较。数值模拟结果表明,二次风扩口角度及轴向长度较大时,火焰形状短而宽,NO排放浓度较低,煤质较差时燃烧不稳定;二次风扩口角度减小及轴向长度缩短后,中心给粉与原始结构燃烧器燃烧稳定性均增强,同时,锅炉NO排放量有所增加。二次风扩口轴向长度减少1/2,可以有效增加燃烧稳定性,且NO排放量无明显增加,为最佳改进方案。并与改进后试验结果进行对比,获得比较一致的结果。为大容量旋流燃烧锅炉燃烧劣质煤的燃烧不稳定问题提供参考和依据,为HT-NR3燃烧器的设计和运行提供一定的理论基础。

稳燃特性对1000MW超超临界锅炉NO_x排放特性影响的数值模拟

使用可实现k-ε双方程模型,对一台1 000 MW超超临界对冲旋流燃烧锅炉NOx生成特性进行数值模拟。对燃烧器拟改进结构与原始结构NOx生成特性进行对比,并对燃烧器稳燃特性增强后过量空气系数、燃尽风(After air port,AAP)与侧燃尽风(Side air port,SAP)率、燃烧器投运方式及锅炉负荷等因素对NOx排放特性的影响进行计算。计算与分析结果表明,燃烧器稳燃特性增强后炉膛温度场变化较大,无油点火燃烧器温度场变化也非常明显,锅炉NOx排放量无明显增长;同时,根据NOx沿炉高方向的变化规律,可以将炉膛沿炉高分为浓度迅速升高、浓度缓慢下降、浓度快速下降和浓度缓慢上升4个区段,AAP与SAP风率越高、过量空气系数越小,炉膛出口NOx排放越少;同等负荷条件下,投入下层燃烧器数量较多时NOx排放量明显下降。并将计算结果和改进前后试验数据进行对比,计算误差在10%以内,数值模拟结果比较准确地预测了燃烧器改进后NOx生成与排放量,为燃烧器的设计和运行提供一定的理论依据。

发动机进气流动三维瞬态数值模拟研究

采用任意拉格朗日 -欧拉法 (ALE法 )和所提出的动态网格生成新方法 ,实现了车用发动机进气流动过程的三维瞬态可压缩湍流数值模拟 ,湍流模型采用经压缩修正的k ε双方程模型。计算结果揭示了发动机进气过程的三维瞬态流动特性 。

建筑物周围绕流流场的三维数值模拟

运用κ-ε双方程湍流模型数值模拟了单个建筑物周围的空气流场,数值模拟结果与S.Muralami等人风洞实 验结果基本一致,在此基础上又模拟了一组建筑物群绕流的三维流场。

非定常来流对建筑周围流场影响的数值模拟

采用R ea lizab le k-ε双方程模型和P ISO算法,在正弦型周期变化风谱所形成的大气边界层对数风速廓线下,对绕三维建筑物的流动进行了数值模拟.采用分区网格划分方法,应用自适应网格技术,固体壁面采用标准壁面函数法处理.计算结果显示,整个流场都随正弦风谱呈周期性波动,各点速度的变化周期相同,只是幅度有所改变.周期的变化对整个流场速度的大小影响较小,但振幅的改变可使速度值发生很大变化.在建筑物周围,受阻挡的气流被挤压而绕流,横剖面后部形成两个旋转方向相反的大尺度涡;纵剖面后部分离后产生与H相同高尺的分离涡,回流区长度在0.15 m左右,且不随周期和振幅而改变,整个流动具有对称性.