NumericaI Computation of Flow over a Train in Cross-Wind

A finite different method is developed to predict the side force on a high speedtrain in a cross-wind at low yaw anglee. The k-εturbulence model with wallfunctions is employed. the solution algorithm is based on curvilinearnonorthogonal coordinates,covariant velocity components ,and staggered gridarrangement. The convective fluxes are described by the Power tow Scheme.A highly deformed grid generated with an elliptic grid generator is used aroundthe comero of the cross-section of the train. The results obtained comparepositively with wind tunnel experinients.

歧管式射流微通道液冷散热性能

随着信息技术进步,芯片向大面积、高功率方向发展,对热管理提出了严峻挑战。微通道液冷能够解决高功率芯片散热难题,但传统平直微通道热沉流阻大、温度均匀性差。提出了一种耦合歧管式进出液结构、分布式射流和微针翅的新型歧管式微通道散热器,在平均热通量高于330 W/cm^(2)、总功率达到2500 W时,芯片平均温度低于70℃,实现了高效散热。通过数值模拟发现:降低散热器射流腔高度可显著强化传热,但整体压降也随之陡升,存在一个最佳射流腔高度;散热器底板的微针翅尺寸及其与射流腔的相对尺寸是新型歧管式微通道散热器的重要结构参数,微针翅的存在并不是绝对有益于传热强化。定义了微针翅与射流腔之间相对高度的无量纲参数——翅占比,存在临界翅占比使得阻碍效应和强化效应相抵消,当翅占比高于这一临界值时才能达到强化换热效果。本研究为新型歧管式微通道散热器的设计提供了指导。

基于FLOW-3D软件的旋流起旋室水力特性数值模拟

文章采用FLOW-3D软件,通过RNGk-ε模型和volume of fluid(VOF)方法相结合,实现了竖井水平旋流泄洪洞水力特性的三维水流流场数值模拟;对开敞式进水口轴线与旋流洞轴线交角不同时起旋室的压强分布、旋流角和紊动能等水力特性进行了对比分析研究,数值模拟能够客观地反映起旋室旋流的流场特性,成果可为旋流溢洪道的研究应用提供参考.

涡流空气分级流场中颗粒运动及分布规律研究

为探究粗细颗粒在分级机内分离过程,基于颗粒-涡相互作用模型和离散元软球模型研究了涡流空气分级流场中湍流脉动对颗粒运动及切割粒径d_(50)的影响,探索了分级过程中颗粒的分布规律。湍流脉动主要影响小颗粒的运动轨迹,对大颗粒运动轨迹影响不大,对切割粒径d_(50)无明显影响;在风速12 m·s^(-1),转笼转速1200 r·min^(-1)工况下,从径向分布来看,小于20μm的细颗粒主要分布在转笼区,接近切割粒径d_(50)的颗粒在环形区内做旋流运动,大于25μm的粗颗粒会在靠近导叶的区域聚集,由于颗粒间的相互作用导致一些较细的颗粒会掺混在这些粗颗粒中,从而产生“鱼钩效应”;从轴向分布来看,小于20μm的细颗粒主要分布在分级机内靠近顶部区域,粗颗粒会逐渐向下沉降,粒径越大沉降越快。

NUMERICAL COMPUTATION OF 3-D TURBULENT FLOW IN TURBINE CASCADE

Ⅰ. INTRODUCTIONThe flow phenomena that exist in the advanced turbomachinery are extremely complex and propose a challenge to the engineers and scientists to improve the design procedure. The rapid progress of high speed and large capacity computers has encouraged the development of computational fluid dynamics that has had an increasingly important influence on turbomachinery blade design and analysis. Compared with the inviscid solver, the N.S.

采用不同湍流模型及差分格式对四角切向燃烧煤粉锅炉内冷态流场的数值模拟

采用商业软件 FLUENT所提供的不同湍流模型 ;K-ε模型、RNG K-ε模型、带旋流修正的 RNG K-ε模型、Realizable K-ε模型、雷诺应力模型 ,对四角切向燃烧煤粉锅炉内冷态气相流动进行了数值模拟。为减小数值伪扩散对强旋流动的影响 ,本文采用了减小网格尺寸和提高差分格式精度等措施。通过与实验结果的对比分析 ,客观评价了这些模型与方法对该流动模拟效果的影响 ,为理论分析强旋湍流流动和对四角切向燃烧煤粉锅炉内流体流动的工程设计提供了参考依据。图 5参

旋流燃烧室内同向和反向旋转射流湍流流动的数值模拟

针对发展高效低污染旋流燃烧技术的需要 ,对旋流燃烧室内两股同轴旋转射流相互作用的湍流旋流流动进行了数值模拟 .计算中采用了一种新的代数Reynolds应力模型和QUICK离散格式 .在两股射流同向旋转和反向旋转两种条件下 ,将模拟得到的燃烧室内湍流旋流流动的时均气体轴向速度场。

分布器结构对环流反应器气含率分布的影响

采用κ ε二方程模型和欧拉多相流模型 ,对一种单筒单级气升式气液环流反应器内的湍流气液两相流进行了全尺寸的数值模拟研究 ,考察了采用 3种不同气体分布器时反应器内气含率和流速分布的细节 .模拟结果表明不同结构的分布器对总体气含率和内筒中的两相速度分布有很大影响 ,因而对气含率分布和气液两相接触效果有较大影响 ,从而对反应过程产生影响 .单环分布器产生的气液两相接触效果较差 ,对于反应过程很不利 .对于大直径的环流反应器推荐使用多环分布器 .计算所得的整体气含率与实测的整体气含率进行了对比 ,吻合较好 .

液下泵内三维湍流流动的数值模拟

为研究泵内三维湍流场,以FY型液下泵为研究对象,基于Reynolds时均化的N-S方程和标准的κ-ε两方程湍流模型,采用多重参考坐标系法,对单级液下泵包括进水室、叶轮及压水室的三维湍流场进行了耦合计算。得到液下泵叶轮内静压、相对速度沿叶片表面的变化规律以及压水室内静压、速度分布。计算结果表明,叶轮各叶片间流道内相对速度沿叶片工作面先减小后增大,沿叶片背面先增大后减小:叶轮内流速及压力等分布不对称:隔舌附近静压分布存在较大梯度;压水室出口段处速度分布不均匀以及压水室内的流体以涡旋的形式向出口推进。此数值计算结果对液下泵的水力设计或改型优化设计等研究具有指导意义。

同轴直射流与旋转射流组合的双射流湍流流场数值模拟

直射流与旋转射流分别具有能量传递距离长与能量传递分布面积大的优点,为了尽可能的提高射流能量利用,本文提出了结合两者优点的同轴直射流和旋转射流组成的新型双射流。对淹没条件下的组合双射流流场特性,进行数值模拟研究。采用RNGk ε模型和高精度QUICK离散格式,得出了不同速度组合下双射流流场的直射流轴心速度衰减和旋转射流旋转速度衰减规律,速度矢量图,量化分析了射流结构对流场结构的影响。计算结果表明,在喷嘴压降一定时,存在三种轴心速度衰减曲线,当旋转射流轴向速度高于门限速度的情况下,射流衰减速度最慢。另外,直射流与旋转射流轴心衰减曲线存在很大差异,要提高双射流能量利用,内外喷嘴的流量分配至关重要。

近壁面处理对湍流数值计算的影响分析

为了分析近壁面处理方法对湍流数值计算的影响,应用几种不同的壁面处理方法,对长直圆管管内湍流进行了模拟计算,并将计算结果与试验数据进行对比。结果表明:壁面网格尺寸的选取对湍流计算结果具有较大的影响,且Viscous Grid Space Calculator给出的壁面网格尺寸具有较好的应用性;壁面函数法在高雷诺数区域具有较高的计算精度,而低雷诺数湍流模型可较精确地模拟出近壁区的速度分布,其中Spalart-Allmaras湍流模型的计算结果与试验数据吻合得最好,该模型在湍流计算中具有较大的优势。

空化紊流流动的数值计算模型及其验证

本文介绍了一种空化紊流流动的数值计算模型,并计算了射流放水阀内部的空化流动现象。该模型基于均相平衡模型和液相与汽相传输方程,基本方程采用N-S方程,空化模型采用Kunz等提出的汽液质量转换模型。紊流封闭采用标准的κ-ε素流模型;稳定流动计算采用扩展的SIMPLE压力修正方法,非稳定计算采用PISO算法。为评价该数值模型,计算了绕射流放水阀的空化流动,并与实验结果进行了对比,计算结果与实验结果取得较好的一致,说明该流动模型和计算方法是可靠的。

等离子喷涂枪冷却水流场数值模拟

基于计算流体力学技术,建立等离子喷涂枪冷却水流场分析模型,采用求解压力耦合方程的半隐算法(SIMPLE)对其进行数值模拟.结果表明,流场内存在着局部回流和紊流,在冷却水道前端的拐弯处易形成死水区.为此,对枪体冷却水道结构进行了改进,改进后的结构可以有效地防止死水区的产生,提高了等离子喷涂枪的使用寿命.

入流条件对同轴射流旋流燃烧室内湍流流动模拟的影响

应用一种新的代数 Reynolds应力模型对同轴射流旋流燃烧室内两股射流为同向旋转和反向旋转条件下的湍流旋流流动进行了数值模拟。为得到合理的流场分布结果 ,研究了入流条件对同轴射流旋流燃烧室内湍流流动模拟结果的影响。计算中对旋流燃烧室进口处两股旋转射流的轴向与切向速度采用了均匀分布和实验测量分布两种方式来给定。将两种进口速度分布条件下得到的燃烧室内气体轴向与切向速度分布计算结果与实验数据进行了比较。

消声器内部流场的数值模拟

通过建立消声器的内部流场的物理模型和数学模型,利用F luent软件对其流场进行了数值模拟,并就消声器内部流场对消声性能的影响进行了分析,为消声器的结构设计提供了一种可靠的指导方法。

涡流运动降低柴油机混合气浓度及碳烟排放的数值分析

为了揭示涡流运动对柴油机混合气形成及碳烟排放的影响规律,采用经过实验验证的喷雾及湍流模型,用CFD数值分析软件对某车用柴油机燃烧室内不同涡流条件下柴油喷雾的混合气浓度、速度矢量场、燃油液滴空间分布及油束特性进行了模拟计算.模拟结果表明,当涡流比从0到5.0依次增大时,过喷孔轴线的铅垂面内喷雾浓度场局部浓区燃空当量比逐渐降低,而过喷孔轴线且与铅垂面垂直的平面内喷雾浓度场局部浓区的燃空当量比则先降后升,而不是逐渐下降.只有合理选择剖切平面,即选择过喷孔轴线且与铅垂面垂直的平面,才能正确评价涡流运动对燃烧室内混合气浓度分布及碳烟形成区域分布的影响规律.组织燃烧室内气流运动,须兼顾与气缸轴线垂直的水平面内的涡流运动和过气缸轴线的铅垂面内的湍流或滚流运动.涡流比太大,铅垂面内的湍流或滚流太弱,会削弱喷雾射流对燃烧室底部空气的卷吸,降低燃烧室底部的空气利用率.随涡流比增大,射流顺涡流方向的弯曲度增大,不同喷孔的油束会发生相互干涉,在靠近气缸中心的区域内形成局部浓混合气,不利于降低碳烟排放.对具体的燃烧室结构和喷油系统,合理匹配涡流运动十分必要.

螺旋片导流式分离器分离性能的数值模拟与试验研究

应用计算流体力学 (CFD)方法对不同结构参数的螺旋片导流式气液分离器在湍流状态下的流体流动场进行了数值模拟 ,研究了螺旋个数和螺距对螺旋片导流式气液分离器分离性能的影响 ,并与试验测定结果对比 ,由此验证基于数值模拟方法设计螺旋片导流式气液分离器分离效率的可行性与准确性 .分析结果表明 ,数值模拟结果与试验数据基本一致 ,可以作为螺旋片导流式气液分离器设计的有效工具 .

工业油水分离器湍流两相流场的数值模拟

本文应用双流体模型及ｋ－ε－ｋｐ两相湍流模型，研究了水力旋流器内油水两相湍流流场。建立了适用于旋流分离器中两种液体混合物的有旋湍流流动的ｋ－ε－ｋｐ模型。并针对影响旋流器分离效率的不同影响因素，进行了变更入口流动参数及分离器几何参数的数值实验，为工业用油水旋流分离器的优化设计提供了一个有效的数值模拟工具。

辊道窑烧嘴喷射角度对窑内湍流气流影响的研究

应用k -ε两方程湍流模型 ,对辊道窑烧成带的湍流旋流流动进行了理论分析 ,并用计算流体力学软件Fluent进行数值模拟 。

旋流快分器内气相流场的实验与数值模拟研究

用智能型五孔探针对催化裂化沉降器带筒状物的旋流快分系统(在旋流头上插入了一个筒状物)内的气体流场进行了测试。应用CFX软件,采用应力输运方程模型对系统内气相流场进行了三维数值模拟,以考察适合该旋流快分系统内流场模拟的湍流模型。结果表明,模拟结果与实验数据吻合较好,应力输运方程模型适用于带筒状物的旋流快分器内三维流场的数值模拟。系统内流场为三维湍流场,内插一个筒状物后,消除了旋流头喷出口附近的短路流,更有利于提高旋流快分器的分离效率,但在内插筒状物的底部附近还存在短路流现象。