环形燃烧室两相喷雾燃烧的大涡模拟

在三维任意曲线坐标系下采用欧拉-拉格朗日两相大涡模拟方法对环形燃烧室火焰筒气液两相紊流瞬态反应流进行数值模拟。采用椭圆偏微分方程生成三维贴体网格,计算中所采用的数学度模型有:k方程亚网格尺度模型估算亚网格紊流粘性;亚网格EBU燃烧模型估算化学反应速率;热通量辐射模型估算辐射换热。并在非交错网格体系下气相采用SIMPLE算法和混合差分格式求解,液相采用随机离散模型(Stachastic Separated Flow,简称SSF),在拉格朗日坐标系下追踪各油珠群沿各自轨道运动、质量损失及能量变化。通过计算结果与实验数据相比较,表明在三维贴体坐标系下对燃烧室火焰筒两相紊流油雾燃烧流场进行大涡模拟,采用欧拉-拉格朗日两相大涡模拟方法能反映两相紊流化学反应流流动及实际燃烧过程。

可压缩多介质粘性流体和湍流的大涡模拟

在可压缩多介质粘性流体动力学高精度计算方法MVPPM(multi-viscous-fluid piecewise parabolicmethod)基础上,引入Smagorinsky和Vreman亚格子湍流模型,采用大涡数值模拟方法求解可压缩粘性流体NS(Navier-Stokes)方程,给出适用于可压缩多介质流体界面不稳定性发展演化至湍流阶段的计算方法和二维计算程序MVFT(multi-viscosity-fluid and turbulence)。在2种亚格子湍流模型下计算了LANL(Los Ala-mos National Laboratory)激波管单气柱RM不稳定性实验,分析了气柱的形状、流场速度以及涡的特征,通过与LANL实验和计算结果的比较可知,Vreman模型略优于Smagorinsky模型,MVFT方法和计算程序可用于对界面不稳定性发展演化至湍流阶段的数值模拟。

基于四阶完全非线性Boussinesq水波方程二维波浪传播数值模型

建立基于四阶完全非线性Boussinesq水波方程的二维波浪传播数值模型。采用Kennedy等提出的涡粘方法模拟波浪破碎。在矩形网格上对控制方程进行离散,采用高精度的数值格式对离散方程进行数值求解。对规则波在具有三维特征地形上的传播过程进行了数值模拟,通过数值模拟结果与实验结果的对比,对所建立的波浪传播模型进行了验证。同时,为了考察非线性对波浪传播的影响,给出和上述模型具有同阶色散性、变浅作用性能但仅具有二阶完全非线性特征的波浪模型的数值结果。通过对比两个模型的数值结果以及实验数据,讨论非线性在波浪传播过程中的作用。研究结果表明,所建立的Boussinesq水波方程在深水范围内不但具有较精确的色散性和变浅作用性能,而且具有四阶完全非线性特征,适合模拟波浪在近岸水域的非线性运动。

扩散Peterlin粘弹模型的全局吸引子

讨论了3维扩散Peterlin粘弹反褶积模型解的长时间动力学行为.首先,分别证明了H0和H1空间中吸收集的存在性.然后,根据Soblev紧嵌入定理可知,解算子S(t)是一致紧的,从而得到该模型全局吸引子的存在性.

拖体机翼水动力数值仿真

采用具有k～ε两方程涡粘模型的Reynolds平均方法(RANS)求解Navier-Stokes方程,得到了水下拖体机翼周围的流场,与机翼敞水试验结果对比验证了k～ε模型数值解法是可行的。同时给出了机翼在流场中时水流流过机翼的流动细节,指出由于展长有限而在机翼两端出现涡脱落现象,从而在机翼尾部形成旋涡。

机房空调流体分布建模研究

能源合理利用可以降低能耗,提高效率,因此需要对机房空调流体进行模拟和研究。根据高度、温度、风速和距空调位置几个参量,利用Matlab数学软件、第二型曲面积分、Simple算法、线性回归、k~ε两方程紊流模型,建立室内空气浓度分布图和室内热流量分布状况,整合机柜任务量对温度极值点的权向量,得出机柜任务量与温度的相关度及最低温度分配方案。数据分析表明:通过控制空调的冷通道出风口风速可以调节室内温度,并确定在不同任务量条件下最优空调送风速度和送风温度方案。