桨后舵片空泡的分离涡模型模拟及实船舵空泡试验 被引量：1

1

作者 叶金铭 于安斌 +2 位作者 王友乾 曹彦涛 宋光照 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期913-919,共7页

为深入了解水面高速舰船的舵空化性能,本文采用计算流体力学(CFD)法对考虑船体影响的桨后舵片空泡进行计算,并在国内首次开展了实船舵空泡观测试验。通过对比确定了舵片空泡计算的分离涡模型,研究了螺旋桨和舵空泡发生的先后顺序、舵下... 为深入了解水面高速舰船的舵空化性能,本文采用计算流体力学(CFD)法对考虑船体影响的桨后舵片空泡进行计算,并在国内首次开展了实船舵空泡观测试验。通过对比确定了舵片空泡计算的分离涡模型,研究了螺旋桨和舵空泡发生的先后顺序、舵下端部的空化现象和舵空化的范围,并结合CFD计算和实船试验对不同航速、舵角的舵空泡进行研究,结果表明:在中低海况中的设计航速下,为保持航向航行,水面舰船普通舵表面会先于螺旋桨发生较为严重的片空化现象,且舵面空化范围主要集中在展向0. 1L～0. 6L位置;舵下端部和防腐蚀电极处则先于舵面发生空化。因此,水面高速舰船的普通舵易发生严重空化,而该研究可为研制具有良好抗空化性能的新型舵提供借鉴和参考。 展开更多

关键词 舵空泡 船体 计算流体力学 螺旋桨 普通舵 分离涡模型 实船试验 水面舰船

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DES模型在类车体外流场计算中的对比研究 被引量：1

2

作者 朱晖 杨志刚 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第9期796-799,815,共5页

采用3种DES模型,对25°倾角的类车体进行非稳态数值计算。通过与测量图谱和实验数据进行比较,在验证计算有效性和准确性的同时,比较了3种DES模型各自的特点,并得到相应结论。

关键词 分离涡模型 类车体 计算流体力学

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基于三种湍流模型的竖缝式鱼道水力特性研究 被引量：13

3

作者 魏园杰 罗凯强 +2 位作者 谭均军 唐磊 王骏 《水电能源科学》 北大核心 2020年第10期71-74,78,共5页

为研究不同湍流模型对竖缝式鱼道数值模拟的适用性和准确度,采用RNGκ-ε模型、大涡模拟(LES)模型及分离涡(DES)模型3种湍流模型对某竖缝式鱼道进行数值模拟,并对比分析了模拟的竖缝式鱼道流态特征、流速及湍动能等水力指标值与实测数... 为研究不同湍流模型对竖缝式鱼道数值模拟的适用性和准确度,采用RNGκ-ε模型、大涡模拟(LES)模型及分离涡(DES)模型3种湍流模型对某竖缝式鱼道进行数值模拟,并对比分析了模拟的竖缝式鱼道流态特征、流速及湍动能等水力指标值与实测数据。结果表明,3种模型均可较为准确地解析鱼道池室流态特性,其中DES模型最能反映竖缝式鱼道的流态、流速分布;综合模拟成本后,RNGκ-ε模型在湍动能模拟方面较其他两个瞬时模型具有优势。因此,鱼道数值模拟在不追求较高精度流场特征的要求下,应优先选用RNGκ-ε模型。研究结果可为今后数值模拟在鱼道工程的应用提供参考。 展开更多

关键词 竖缝式鱼道 数值模拟 湍流模型 RNGκ-ε模型 大涡模拟(LES)模型 分离涡(DES)模型

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后置定子泵喷推进器噪声辐射特性分析

4

作者 杜通成 武建国 +2 位作者 韩光哲 张敏革 武天龙 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2185-2194,共10页

为了探究后置定子对泵喷推进器噪声的影响,本文利用杆-翼模型完成了噪声数值方法的验证,并基于分块结构性网格对研究模型进行了瞬态模拟。分析了后置定子对流场的影响,提取了模型周围若干监测点噪声数据,探究了其噪声辐射特性。结果表明... 为了探究后置定子对泵喷推进器噪声的影响,本文利用杆-翼模型完成了噪声数值方法的验证,并基于分块结构性网格对研究模型进行了瞬态模拟。分析了后置定子对流场的影响,提取了模型周围若干监测点噪声数据,探究了其噪声辐射特性。结果表明:定子叶片增大了转子尾流的轴向速度,提高了推进器的推进性能;定子叶片还能够平衡转子产生的压力涡旋,均匀尾流压力;从整体声场指向性分布来看,在轴向方向转子噪声占据主导影响,在小范围的径向方向导管噪声对整体噪声影响较大,定子噪声对整体噪声影响最小;随着距离增加,声场中的低压区指向性由前缘120°和240°向中部收缩,最终整体呈现“∞”型;在轴向方向低频段噪声衰减最快,并且随着距离的增加,衰减速度越来越快,在径向方向上,低频段噪声衰减速度变化并不明显。 展开更多

关键词 泵喷推进器 后置定子 瞬态模拟 杆-翼噪声 改进的延迟分离涡模型 FW-H方程 噪声辐射 噪声衰减

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后置定子泵喷推进器压力脉动特性分析

5

作者 杜通成 武建国 +2 位作者 张敏革 王昌强 王伟 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第3期62-68,共7页

基于改进的延迟分离涡模型对后置定子泵喷推进器瞬态流场进行数值模拟,所得推力计算值与试验值最大误差为4.68%,验证数值模拟的可靠性。分析泵喷推进器近流场压力脉动时频域特性,研究多工况下后置定子表面压力系数、声压脉动时均值的分... 基于改进的延迟分离涡模型对后置定子泵喷推进器瞬态流场进行数值模拟,所得推力计算值与试验值最大误差为4.68%,验证数值模拟的可靠性。分析泵喷推进器近流场压力脉动时频域特性,研究多工况下后置定子表面压力系数、声压脉动时均值的分布规律。结果表明,泵喷推进器内压力脉动主要受转子影响,脉动周期与转子旋转周期一致,频域峰值出现在低频段且均为转子叶片通过频率的整数倍;后置定子平衡转子扭矩的做功区集中在定子前缘,并沿弦向贡献逐渐降低,尾缘约1.8%定子弦长位置对平衡扭矩近乎无贡献;前缘是定子噪声的主要贡献源,在高进速系数下,尾缘表现为定子噪声的次要贡献源,随着进速系数的降低,尾缘对定子噪声贡献逐渐降低。 展开更多

关键词 泵喷推进器 压力脉动 改进的延迟分离涡模型 数值模拟

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水泵水轮机“S”形区全流道数值模拟 被引量：34

6

作者 李仁年 刘殿兴 +1 位作者 董志强 魏显著 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2013年第5期401-405,共5页

为了解决水泵水轮机"S"形区所导致的水泵水轮机在水轮机工况并网困难问题,研究了水泵水轮机"S"特性工作区域的内部流动情况,选取国内某抽水蓄能电站模型水泵水轮机水力模型作为研究对象,进行几何建模,并借助计算流... 为了解决水泵水轮机"S"形区所导致的水泵水轮机在水轮机工况并网困难问题,研究了水泵水轮机"S"特性工作区域的内部流动情况,选取国内某抽水蓄能电站模型水泵水轮机水力模型作为研究对象,进行几何建模,并借助计算流体动力学软件CFX进行全流道数值模拟.模拟采用了区别于传统RANS模型更为精细的分离涡模型进行计算,得到了水泵水轮机内部的流动状态以及外特性参数,并同模型试验值、理论分析结果进行对比验证.结果表明:分离涡模型的计算结果可以达到很好的精度,转轮流道内的流场与理论分析结果相吻合,外特性与试验值相吻合,仿真计算误差小于3%;随着流量不断减小,转轮进口流动分离现象逐渐增大,最终发展成旋涡对流道造成堵塞,堵塞还将引发转轮与双列叶栅之间的相互作用,导致整个流道流动不稳定性的产生. 展开更多

关键词 水泵水轮机 “S”形区 数值模拟 分离涡模型 流动特性

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绕水翼加速流空化特性数值模拟 被引量：4

7

作者 施卫东 张俊杰 +2 位作者 张德胜 赵睿杰 张琳 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1-7,共7页

为了解翼型加速流动过程中空化特性,采用分离涡湍流模型(Detached eddy simulation,DES)和均相流空化模型对攻角为5.8°的NACA66(mod)水翼进行数值模拟,分析了空化数为0.99、对应雷诺数为8×105时绕二维水翼的非定常流动。通过... 为了解翼型加速流动过程中空化特性,采用分离涡湍流模型(Detached eddy simulation,DES)和均相流空化模型对攻角为5.8°的NACA66(mod)水翼进行数值模拟,分析了空化数为0.99、对应雷诺数为8×105时绕二维水翼的非定常流动。通过模拟2种不同加速度(5 m/s2和2.5 m/s2)情况下空化演变过程和流场结构变化特征,得出了加速过程特有的变化规律:不同加速流下空泡都先在翼型的前缘产生,经过一段时间发展壮大,在翼型尾翼处分离,前缘处空泡减少,尾翼处空泡增加并向后衍生,直至破裂。空化产生于总加速时间的0.6倍左右,在总加速时间的1.12倍左右结束第一个周期。加速度越小,升力系数振荡范围越小,阻力系数振荡范围越大,空化发展过程越缓慢。 展开更多

关键词 水力机械 水翼空化 加速流 分离涡模型

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中低比转速混流式水轮机空化与水力振动分析 被引量：5

8

作者 唐巍 张昌兵 李雷 《水电能源科学》 北大核心 2014年第8期145-147,126,共4页

针对中低比转速水轮机空化、振动问题比较突出的现象,以大桥电站水轮机为例,采用分离涡模型(DES)对其进行了三维CFD计算,得到了活动导叶、转轮和尾水管内的压力分布、速度分布及压力脉动特性。结果表明,转轮空化发生在叶片出水边靠近下... 针对中低比转速水轮机空化、振动问题比较突出的现象,以大桥电站水轮机为例,采用分离涡模型(DES)对其进行了三维CFD计算,得到了活动导叶、转轮和尾水管内的压力分布、速度分布及压力脉动特性。结果表明,转轮空化发生在叶片出水边靠近下环的区域,与实际情况相符;机组在高水头、大开度工况下,振动更突出,振动频率为机组旋转频率的整数倍,表明振动主要由转轮造成,而非尾水管涡带引起的。 展开更多

关键词 混流式水轮机 比转速 分离涡模型 水力振动 空化

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孔板流量计瞬时孔流系数的数值预测 被引量：2

9

作者 李志峰 武鹏 +2 位作者 吴大转 戴维平 王乐勤 《排灌机械工程学报》 EI 2011年第4期328-332,共5页

为了研究孔板流量计在测量流量快速变化时的特性,以孔板流量计瞬时孔流系数C为研究对象,采用计算流体动力学(CFD)方法,基于Realizable分离涡模拟(DES)描述瞬时湍流流动,模拟研究了流量直线加速过程瞬时C和内流场随时间的演变结果.为了... 为了研究孔板流量计在测量流量快速变化时的特性,以孔板流量计瞬时孔流系数C为研究对象,采用计算流体动力学(CFD)方法,基于Realizable分离涡模拟(DES)描述瞬时湍流流动,模拟研究了流量直线加速过程瞬时C和内流场随时间的演变结果.为了对比分析,将加速过程离散为不同流量下的稳态点,采用Realizable k-ε模拟各个稳态点的孔流系数和流场结构.稳态孔流系数C0的模拟结果与ISO试验回归曲线相比,误差在3%以内.将加速过程和稳态假设下模拟的孔流系数结果进行对比,结果表明:加速过程瞬时C从0逐渐增加至稳定值,而稳态C0基本保持在0.6附近.进一步将孔流系数与内流场和压力场分布的演化结合起来分析,得出以下结论:加速流动的漩涡滞后于稳定状态,加速前期压能没有在短距离内全部转换为动能,是导致C与C0产生偏差的内流原因.研究内容可为瞬时流量的测量提供参考基础. 展开更多

关键词 孔板流量计 流体加速 瞬时孔流系数 数值模拟 分离涡模型

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错位六弯叶桨搅拌假塑性流体流场宏观不稳定性数值模拟 被引量：4

10

作者 栾德玉 魏星 陈一鸣 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1999-2006,共8页

采用分离涡模型,对错位六弯叶(6PBT)搅拌槽内流场结构和宏观不稳定性(MI)进行了数值模拟。工作介质分别选用去离子水和不同质量分数的黄原胶水溶液,并将水的速度场分布与PIV实验结果进行了比较。通过采集监测点的速度时间序列,结合MATLA... 采用分离涡模型,对错位六弯叶(6PBT)搅拌槽内流场结构和宏观不稳定性(MI)进行了数值模拟。工作介质分别选用去离子水和不同质量分数的黄原胶水溶液,并将水的速度场分布与PIV实验结果进行了比较。通过采集监测点的速度时间序列,结合MATLAB软件编程,计算得到流场宏观不稳定频率的变化。结果表明:流场结构和速度矢量的计算值与PIV实验数据吻合较好,分离涡模型的计算结果可靠;提高转速,槽内假塑性流体MI频率峰值增大,脉动强度提高,当转速达到225 r·min-1时,MI频率特征消失,频谱图呈现谱带现象,意味着流场进入混沌;流体的流变性对MI没有影响,MI现象是流体流动的共有特征。 展开更多

关键词 错位六弯叶搅拌器 假塑性流体 宏观不稳定性 分离涡模型

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动静叶栅内固液两相过渡过程的数值研究 被引量：1

11

作者 韩伟 岳婷 +3 位作者 李仁年 金毅 蒋雷 胡鹏林 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期111-115,共5页

为了研究过渡过程动静叶栅内固液两相流的瞬态流动特性,以导叶式离心泵为研究对象,进行几何建模及结构化网格划分,借助Fluent软件,基于Mixture多相流模型、分离涡湍流模型及用户自定义函数,对其全流道进行三维瞬态数值模拟计算.对过渡... 为了研究过渡过程动静叶栅内固液两相流的瞬态流动特性,以导叶式离心泵为研究对象,进行几何建模及结构化网格划分,借助Fluent软件,基于Mixture多相流模型、分离涡湍流模型及用户自定义函数,对其全流道进行三维瞬态数值模拟计算.对过渡过程动静叶栅内瞬态流动进行分析,结果表明:过渡过程中,位于动叶进口背面的低压区范围扩大,位于动叶工作面靠近轮缘处的高压区范围缩小;随着时间增加,动叶栅流道内的涡持续产生、合并,并在静叶栅内破碎、耗散,且流量增大,使得动叶进口处的流动滞止,导致动叶进口逐渐产生旋涡;流量未增大到设计流量之前,固相容易沉积在静叶栅出口;在流量瞬态增加到设计流量时,动叶栅子午面中间流线上的固相体积分数总体变小且趋于均匀分布. 展开更多

关键词 动静叶栅 固液两相流 过渡过程 分离涡模型

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小角度斜流下导管桨/螺旋桨尾流场数值分析 被引量：2

12

作者 张嶔 何聪 +2 位作者 许情 赵昌宇 郭子康 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1102-1108,共7页

为了研究典型进速系数J=0.4下,小角度斜流(15°、30°)导管桨/螺旋桨尾流场特性,本文采用延迟分离涡模拟和滑移网格相结合的非定常尾涡演化数值模型对其进行模拟分析。数值研究表明:随着入流倾角的增加,螺旋桨相较于导管桨无外... 为了研究典型进速系数J=0.4下,小角度斜流(15°、30°)导管桨/螺旋桨尾流场特性,本文采用延迟分离涡模拟和滑移网格相结合的非定常尾涡演化数值模型对其进行模拟分析。数值研究表明:随着入流倾角的增加,螺旋桨相较于导管桨无外围导管的保护作用,其尾流场受倾角的影响作用较为明显,且其叶梢涡与桨毂涡的相互作用更加剧烈,流场涡结构也更为复杂。从对尾流场湍流动能的分析可以看出,导管桨的部分湍流动能因转化为导管的推力略低于螺旋桨。 展开更多

关键词 导管桨 螺旋桨 斜流 延迟分离涡模型 滑移网格 数值模型 流场特性 尾涡结构

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