基于漂移流模型的管道一维气液两相流数值仿真与分析

两相流模型受到双曲线性质的影响,因为很难获得雅可比矩阵的简洁解析表达式,从而限制了开发Roe型黎曼求解器。针对管道气液两相流流动现象,利用一维气液两相流漂移流模型,建立了管道一维气液两相流控制方程,采用基于时间的限制器,使用Lax-Wendroff方法求解方程组,并以此开发了数值求解器。以垂直管中油气两相流为模型算例,计算了不同时刻的管中沿管道方向的含气率分布,通过分析比较,文中采用的漂移流一维气液两相流模型和数值算法能够满足管道一维气液两相流流动的工程应用。

基于特征识别的多尺度构件网格自动生成算法

随着结构力学领域待解决问题复杂程度不断提高,多尺度构件的高质量网格生成对于其数值模拟的计算精度起着至关重要的作用。本文提出一种基于特征识别的网格自动生成技术方法,该方法将多尺度构件的不同量级尺度几何特征识别出来,根据其不同尺度尺寸设置相关区域的网格尺寸值,利用Delaunay三角化算法和前沿推进法生成能够反映不同尺度几何特征的网格单元,再对小尺度区域周围进行加密处理,最后通过几何指数控制函数将不同尺度网格过渡连接起来,形成多尺度构件的整体网格划分模型。通过2个几何模型的测试表明该方法生成的整体网格质量好,不同尺度区域网格过渡合理,自动化程度较高。

基于结构嵌套网格的流场数值模拟

文章基于结构嵌套网格对旋翼、机身进行流场数值模拟研究。流场区域被分为多个相互嵌套的子区域,即背景网格和部件网格,各重叠区域通过插值传递流场信息。流动控制方程采用非定常Euler方程,空间离散采用Jameson有限体积法,时间推进采用双时间步长法。通过对旋翼、机身进行数值模拟,将计算结果与试验结果对比,吻合较好,表明本文方法得到的结果是准确可信的。

摩擦热对靴轨凿削临界条件的影响

基于物质点法,首先完成了滑靴材料(C300)和滑轨材料(U75V)动态本构关系的验证,表明靴轨材料的本构模型参数(J-C模型)可以扩展至中高应变率情形,能够准确地描述材料中高应变率的动态力学行为;进而研究了由于滑靴与滑轨的摩擦造成滑靴表面的温度上升对靴轨间发生凿削临界速度的影响。结果表明:滑靴与滑轨接触表面的温升提高了靴轨间发生凿削的临界速度,靴轨间的摩擦温升对于提高火箭橇的运行速度是有利的。研究成果可为加深靴轨凿削机理认识、保证火箭橇试验系统安全高速的运行提供可靠的理论支撑。

基于CFD/CSD紧耦合的旋翼翼型气弹分析

采用CFD/CSD(计算流体力学/计算结构力学)紧耦合的方法,以Fluent软件作为主控平台,通过UDF(用户自定义函数)及I/O(输入/输出)文件读写的方式实现结构响应和气动载荷的数据交换,耦合求解了旋翼桨叶剖面的气动力和振动响应.在此基础上研究旋翼桨叶剖面在变距、沉降(挥舞)和周期交变来流条件下的气动特性和振动响应特性.结果表明:桨叶剖面在轻失速情况下,气动载荷周期性比较好,表现出光滑的迟滞环曲线,结构沉降响应也表现出光滑的周期性现象,扭转响应出现局部轻微振荡.深失速情况下,气动载荷及结构响应都表现出强烈的非线性振荡,高频成分较为明显.