纵向涡发生器排数对三维喷动床内气-固两相流动影响数值模拟 被引量：1

1

作者 张洁洁 尚灵祎 +2 位作者 吴峰 马晓迅 杨剑 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期975-980,共6页

为了研究纵向涡流对柱锥体喷动床内颗粒横向混合规律的影响,采用双流体模型对带纵向涡发生器喷动床内的气-固两相流动规律进行了数值模拟,分析了纵向涡流效应及纵向涡发生器排数(1~3排)对喷动床内颗粒相运动规律的影响。结果表明,纵向... 为了研究纵向涡流对柱锥体喷动床内颗粒横向混合规律的影响,采用双流体模型对带纵向涡发生器喷动床内的气-固两相流动规律进行了数值模拟,分析了纵向涡流效应及纵向涡发生器排数(1~3排)对喷动床内颗粒相运动规律的影响。结果表明,纵向涡流能够有效地增加喷动床内近环隙区域颗粒的体积分数,使得颗粒沿径向分布更加均匀。其中2排纵向涡发生器能够使喷动床内整体颗粒体积分数沿径向分布实现最均匀状态。纵向涡流能够有效增加喷动床内颗粒的径向速度,强化气体、颗粒的横向混合,进而有效地降低了颗粒拟温度。 展开更多

关键词 柱锥体喷动床 纵向涡发生器排数 气-固两相流动 数值模拟

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基于线性化Navier-Stokes方程二维水槽内单涡到双涡的数值模拟

2

作者 韩红阳 罗志强 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2016年第9期953-968,共16页

建立了Navier-Stokes方程的预估-校正有限差分方法,在此基础上求得了二维水槽内部单涡到双涡的数值解,所得结果与前人的数值结果和解析解吻合很好.数值模拟结果表明,自由振动运动中自由面波高因粘性作用会发生衰减,且Reynolds数越大衰... 建立了Navier-Stokes方程的预估-校正有限差分方法,在此基础上求得了二维水槽内部单涡到双涡的数值解,所得结果与前人的数值结果和解析解吻合很好.数值模拟结果表明,自由振动运动中自由面波高因粘性作用会发生衰减,且Reynolds数越大衰减越缓慢.在短时间内倾斜加速度激励下对于不同Reynolds数会出现一定周期的单涡.经过长时间的倾斜激励,水槽内涡场由单涡变化成双涡,而且只在较低的Reynolds数条件下出现双涡. 展开更多

关键词 线性化Navier-Stokes方程 预估-校正有限差分方法 涡 交错网格 数值模拟

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基于WRF-LES模式的大气边界层近地风场精细化模拟研究 被引量：1

3

作者 刘达琳 陶韬 +2 位作者 曹勇 周岱 韩兆龙 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期220-231,共12页

台风等极端气象灾害对工程结构安全造成严重威胁,研究近地面大气边界层精细化模拟对于土木工程具有重要应用价值.数值天气预报系统(WRF)中的大涡模拟(LES)模块具有参数方案多、精度高等优点,适用于近地面风场精细化模拟,但数值天气预报... 台风等极端气象灾害对工程结构安全造成严重威胁,研究近地面大气边界层精细化模拟对于土木工程具有重要应用价值.数值天气预报系统(WRF)中的大涡模拟(LES)模块具有参数方案多、精度高等优点,适用于近地面风场精细化模拟,但数值天气预报-大涡模拟(WRF-LES)精细化模拟效果与参数设置密切相关.寻求适用于精细化模拟近地面风场的参数设置,选用WRF-LES模式中的几种次网格模型和空间差分格式,采用较细密的网格分辨率,进行理想大气边界层模拟.对比平均风速剖面、湍流强度剖面和功率谱等风场特性,讨论关键参数对近地面风场模拟精度的影响,确定合适的参数设置.研究表明:对次网格模型,非线性回波散射和各向异性(NBA1)模型可有效改善近地面风场模拟精度;对网格方案,在计算域底部不均匀加密垂直网格可更好地描述近地面风场空间分布特征,有效减小计算资源;对空间差分格式,偶数阶差分相较奇数阶差分格式可捕获更小尺度湍流结构.所提出的WRF-LES模式参数方案,可为精细化模拟近地面风场和台风边界层提供技术参考. 展开更多

关键词 次网格模型 网格分辨率 空间差分格式 数值天气预报-大涡模拟

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基于拉格朗日体系的典型桥梁断面风-雨耦合作用数值模拟 被引量：2

4

作者 董国朝 张建仁 +2 位作者 薛繁荣 蔡春声 韩艳 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期26-32,共7页

对典型桥梁断面风-雨耦合作用下的静三分力进行了CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟研究.对计算流体动力学软件进行二次开发,采用DPM(Discrete Phase Model)模型结合UDF(User Defined Function)函数施加源项的方法来研究风-雨... 对典型桥梁断面风-雨耦合作用下的静三分力进行了CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟研究.对计算流体动力学软件进行二次开发,采用DPM(Discrete Phase Model)模型结合UDF(User Defined Function)函数施加源项的方法来研究风-雨耦合作用对桥梁断面静三分力系数的影响.将空气作为连续相通过欧拉法求解,采用基于拉格朗日体系的离散相模型对雨滴运动轨迹进行求解,引入离散随机游走模型来考虑旋涡对雨滴运动的影响,并通过冲量定理得到风-雨耦合下的雨滴对主梁断面的冲击载荷.通过与文献结果比较来验证方法的正确性,然后研究了风-雨耦合作用对典型桥梁断面三分力系数的影响,以及三维风-雨耦合作用对典型桥梁断面的作用机理,为研究桥梁风-雨耦合荷载提供了基础理论方法. 展开更多

关键词 桥梁断面 风-雨耦合 拉格朗日法 数值模拟 大涡模拟

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刷式-迷宫密封泄漏流动和转子动力特性数值研究 被引量：8

5

作者 张元桥 李志刚 +1 位作者 李军 晏鑫 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期28-35,共8页

为评估刷式-迷宫密封的封严性能和偏心涡动时对转子安全稳定性的影响,采用基于涡动转子法和非线性Darcian多孔介质模型,建立了数值研究刷式-迷宫密封泄漏流动和转子动力特性的数学模型。研究了压比为1.96、3、4.49、6.9,进口预旋速度为... 为评估刷式-迷宫密封的封严性能和偏心涡动时对转子安全稳定性的影响,采用基于涡动转子法和非线性Darcian多孔介质模型,建立了数值研究刷式-迷宫密封泄漏流动和转子动力特性的数学模型。研究了压比为1.96、3、4.49、6.9,进口预旋速度为-50、-30、0、30、50 m/s和4种转子自旋速度为3×10~3、7.5×10~3、1.5×10~4、2×10~4 r/min下刷式-迷宫密封泄漏流动特性和转子动力特性系数,并与传统迷宫密封进行了比较。研究结果表明:刷式-迷宫密封的泄漏量显著小于迷宫密封,在压比为6.9时,刷式-迷宫密封的有效间隙仅为迷宫密封的25.5%;刷式-迷宫密封的直接刚度随压比和进口预旋速度绝对值增大而增大,随转子自旋速度改变变化不明显;有效阻尼随进口预旋和转子自旋速度的升高而降低。刷丝束具有止旋作用,相比迷宫密封,刷式-迷宫密封的交叉刚度和有效阻尼对运行工况变化敏感度更低,且刷式-迷宫密封的直接刚度在研究工况范围内均大于迷宫密封,临界转速更高。在相同工况条件下,刷式-迷宫密封的封严性能显著优于迷宫密封,正向预旋速度较大或转子自旋速度较低时,刷式-迷宫密封有效阻尼大于迷宫密封,转子系统的稳定性更好。 展开更多

关键词 刷式-迷宫密封 涡动转子法 泄漏流动 转子动力特性系数 数值模拟

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Π型钢-混凝土结合梁断面涡激振动及气动控制措施 被引量：15

6

作者 刘志文 肖晗 +2 位作者 王雷 盛捷 陈政清 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期68-78,共11页

Π型钢-混凝土结合梁由于其良好的受力性能和经济性,广泛应用于大跨径斜拉桥中,但其气动性能相对略差,若设计不当则容易出现涡激振动现象,从而影响行车舒适性、安全性或结构疲劳寿命等.本文以广东潮汕大桥为实际工程依托,该桥为主跨205 ... Π型钢-混凝土结合梁由于其良好的受力性能和经济性,广泛应用于大跨径斜拉桥中,但其气动性能相对略差,若设计不当则容易出现涡激振动现象,从而影响行车舒适性、安全性或结构疲劳寿命等.本文以广东潮汕大桥为实际工程依托,该桥为主跨205 m的独塔双索面Π型钢-混凝土结合梁斜拉桥,开展了Π型钢-混凝土结合梁断面涡激振动及气动控制措施研究.首先,采用几何缩尺比为1∶50的主梁节段模型对该桥原设计方案主梁断面运营期涡激振动进行了试验研究;然后,分别采用下稳定板、导流板、裙板、上稳定板等气动控制措施对主梁涡激振动响应的控制效果进行了研究;最后,采用计算流体动力学方法(Computational Fluid Dynamics,CFD)对主梁断面最终采用气动控制措施机理进行了研究.结果表明:主梁原设计方案在设计风速范围内存在大幅涡激共振现象,涡激振动幅值超过规范限值;采用“三道下稳定板+两侧竖向裙板+上中央稳定板”组合气动控制措施后,主梁涡激振动响应得到明显抑制;该组合气动控制措施对Π型钢-混凝土结合梁涡激振动的控制机理主要表现为:设置三道下稳定板可有效破坏Π型主梁下侧较大旋涡,Π型主梁两侧设置竖向裙板改善了其气动流线型程度,设置上中央稳定板可有效阻止主梁上侧较大旋涡的运动. 展开更多

关键词 Π型钢-混凝土结合梁 涡激振动 气动控制措施 风洞试验 数值模拟

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三维波浪-流-串行桩柱相互作用的数值分析 被引量：7

7

作者 谭长建 祝兵 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期680-686,共7页

为探讨波浪-流-串行桩柱的相互作用,建立了三维数值模型,采用大涡模拟(LES)方法对湍流进行模拟。研究了波浪-流-串行桩柱相互作用下的拖曳系数,对波浪-流靠近结构时的非线性相互作用引起的拖曳力和涡的变化,以及在结构前后自由面的变化... 为探讨波浪-流-串行桩柱的相互作用,建立了三维数值模型,采用大涡模拟(LES)方法对湍流进行模拟。研究了波浪-流-串行桩柱相互作用下的拖曳系数,对波浪-流靠近结构时的非线性相互作用引起的拖曳力和涡的变化,以及在结构前后自由面的变化进行了分析,并且与波浪-流与孤立桩柱相互作用的研究进行比较。结果表明:由于桩柱的存在,在波浪-流的传播过程中出现了时间延迟,这就导致了桩柱前后附近自由面水位存在较大的位移差;由于桩柱之间互相干扰,下游桩柱的存在导致上游桩柱附近不能形成非对称的周期性涡脱落,上游桩柱横向拖曳力受到影响最大,顺方的拖曳力也受到明显影响;下游桩柱横向和顺向的拖曳力都受到较大的影响;同时涡的脱落会把其附近的自由面吸入。 展开更多

关键词 波浪-流-结构相互作用 数值模型 大涡模拟 拖曳力 涡脱落 自由面

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方柱绕流湍流数值模拟方法的对比分析 被引量：4

8

作者 陈善群 王泽 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2008年第5期18-21,共4页

分别采用大涡模拟(LES)方法和两种雷诺平均N-S方程的模型,即标准k-ε模型和重整化数群k-ε模型(RNGk-ε模型),对方柱绕流进行了三维湍流数值模拟.使用有限元法离散控制方程,使用共轭梯度平方法(BI-CGSTAB)进行流速迭代计算,采用Uzawa法... 分别采用大涡模拟(LES)方法和两种雷诺平均N-S方程的模型,即标准k-ε模型和重整化数群k-ε模型(RNGk-ε模型),对方柱绕流进行了三维湍流数值模拟.使用有限元法离散控制方程,使用共轭梯度平方法(BI-CGSTAB)进行流速迭代计算,采用Uzawa法修正压强,以及迎风有限元技术修正有限元的权函数.计算获得了方柱下游回流区长度和速度场,并将它们与实验结果进行了比较.结果表明,大涡模拟方法计算结果最好,标准k-ε模型结果优于RNGk-ε模型计算结果. 展开更多

关键词 方柱绕流 大涡模拟 RNGκ-ε 模型 数值模拟

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油水旋流分离器流场数值模拟研究 被引量：2

9

作者 曾润奇 杨毅 《石油机械》 北大核心 2011年第1期24-27,96,共4页

以大涡模型为基础,对双锥形液-液旋流分离器进行数值模拟,研究液-液旋流分离器内部流场的压力分布、速度分布和湍动能分布规律。模拟结果表明,静压的分布基本符合组合涡流场的压力分布规律;轴向速度沿径向几乎呈轴对称分布,在轴心区域... 以大涡模型为基础,对双锥形液-液旋流分离器进行数值模拟,研究液-液旋流分离器内部流场的压力分布、速度分布和湍动能分布规律。模拟结果表明,静压的分布基本符合组合涡流场的压力分布规律;轴向速度沿径向几乎呈轴对称分布,在轴心区域径向速度梯度比较大,说明在旋流器中心附近产生的内旋流场是分离的有效区域;在轴截面50 mm处湍动能的分布呈现出两头翘、中间凹的结构,亦称"浴盆"结构。比较发现,模拟结果与试验结果较接近,这为进一步研究旋流器分离机理及结构优化设计奠定了基础。 展开更多

关键词 液-液旋流器 内部流场 大涡模型 数值模拟

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水平轴风力机的设计与流场特性数值预测 被引量：17

10

作者 张玉良 李仁年 杨从新 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2007年第2期54-57,共4页

选用NACA44XX系列翼型,用基于叶素-动量理论的威尔森(Wilson)方法设计一模型风轮.考虑塔架机舱对流场特性的影响,合理地建立整机流动模型.在FLUENT软件中采用大涡模拟方法对该定桨距型的风力机进行三维绕流场的数值预测,得到流动细节与... 选用NACA44XX系列翼型,用基于叶素-动量理论的威尔森(Wilson)方法设计一模型风轮.考虑塔架机舱对流场特性的影响,合理地建立整机流动模型.在FLUENT软件中采用大涡模拟方法对该定桨距型的风力机进行三维绕流场的数值预测,得到流动细节与变形的螺旋形尾涡系.分析定桨距风力机的工作特点,并对尾涡变形原因做定性分析.结果表明:粘性耗散与塔架效应是引起尾涡变形的主要原因. 展开更多

关键词 水平轴风力机 叶素-动量理论 大涡模拟 数值预测 定性分析

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模式水平分辨率提高对一段大暴雨预报结果的影响 被引量：17

11

作者 姜勇强 张维桓 周祖刚 《高原气象》 CSCD 北大核心 2006年第6期1071-1082,共12页

使用中尺度暴雨模式MRM1-不等距21层细致边界层η坐标模式，分别采用36km和18km的水平分辨率对1998年6月12日～7月31日造成长江流域特大洪水的暴雨进行数值模拟，结果表明：当把模式水平分辨率提高到18km后，暴雨及其以下降水量等级的预... 使用中尺度暴雨模式MRM1-不等距21层细致边界层η坐标模式，分别采用36km和18km的水平分辨率对1998年6月12日～7月31日造成长江流域特大洪水的暴雨进行数值模拟，结果表明：当把模式水平分辨率提高到18km后，暴雨及其以下降水量等级的预报TS评分与36km的相当，但大暴雨预报效果明显提高，降水分布具有明显集中的趋势，暴雨、大暴雨中心也明显向实况降雨中心靠拢。对1998年6月12～21日10个个例的数值模拟表明，水平分辨率由36km提高到18km后，网格尺度降水量占总降水量的比例由平均14．1％提高到27．5％，而次网格尺度降水量的比例由85．9％下降到72．5％；对1998年6月19日造成闽浙大暴雨的天气系统模拟对比分析表明，模式提高分辨率后，能够较好地模拟出造成大暴雨的中-β尺度低涡及其中尺度特征，预报暴雨及大暴雨的雨区有了明显的局地性，更接近实况暴雨及大暴雨的雨区。 展开更多

关键词 大暴雨 中-β尺度低涡 水平分辨率 数值模拟

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跨声速旋成体弹丸气动力的数值计算

12

作者 乐贵高 马大为 +2 位作者 武瑞文 李自勇 于存贵 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期665-668,共4页

用三阶MUSCL TVD格式解三维可压缩流动N-S方程组,湍流模式为Sparlart-Allmaras模型,数值模拟了来流马赫数Ma∞=0.96、攻角α=0°和Ma∞=0.91、攻角α=2°条件下的旋成体弹丸跨声速流场,获得的弹体表面压力系数分布数值结果与实... 用三阶MUSCL TVD格式解三维可压缩流动N-S方程组,湍流模式为Sparlart-Allmaras模型,数值模拟了来流马赫数Ma∞=0.96、攻角α=0°和Ma∞=0.91、攻角α=2°条件下的旋成体弹丸跨声速流场,获得的弹体表面压力系数分布数值结果与实验数据吻合良好。同时还给出了流场的马赫数等值线、弹丸底部流线分布图谱,并对计算的弹底涡流结构作了扼要的分析。 展开更多

关键词 旋成体弹丸 跨声速流 涡 纳维尔-斯托克斯方程 数值模拟

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柔性柱初始倾角对微通道传热增强的影响

13

作者 于珂凡 赵亮 +1 位作者 董辉 何永清 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期42-49,56,共9页

为解决电子器件的散热问题,对具有不同初始倾角的柔性柱微通道内的流动与传热特性进行了数值研究.此外,还探讨了柔性柱的动态特性和倾角对流体传热性能、水动力摩擦系数和总水热效率的影响.结果表明,柔性柱倾角为0.2π时,产生1.25μm的... 为解决电子器件的散热问题,对具有不同初始倾角的柔性柱微通道内的流动与传热特性进行了数值研究.此外,还探讨了柔性柱的动态特性和倾角对流体传热性能、水动力摩擦系数和总水热效率的影响.结果表明,柔性柱倾角为0.2π时,产生1.25μm的小振幅,不利于涡流的产生,而在完全扑动模式下的柔性柱可以产生周期性涡流,更有利于边界层的扰动和冷热流体的混合,从而强化传热.在雷诺数Re为800~1200的范围内,柔性柱存在最佳的倾角0.6π,在最佳工况下,以较高的机械损失为代价,可以使流体传热性能(Nutot)提高63.5%,总水热效率(η)提高7.5%. 展开更多

关键词 强化传热 柔性涡发生器 微通道 任意拉格朗日-欧拉法 数值模拟

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第四届国际多相流会议简介

14

作者 周力行 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2001年第4期625-626,共2页

关键词 第四届国际多相流会议 气泡-液体两相湍流 多相流数值模拟 大涡模拟 气粒两相流 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

15

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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基于REDIM方法构建的亚网格燃烧模型及其应用 被引量：5

16

作者 王蔡军 陆少杰 王平 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期4948-4959,共12页

将近年发展的详细反应机理简化方法:反应-扩散流形(REDIM)方法与假定滤波密度函数相结合,构造了新的亚网格燃烧模型。由于REDIM方法既能描述快速反应状态又能描述扩散过程起主导作用的慢速反应状态,因此新构造的燃烧模型理论上可用于计... 将近年发展的详细反应机理简化方法:反应-扩散流形(REDIM)方法与假定滤波密度函数相结合,构造了新的亚网格燃烧模型。由于REDIM方法既能描述快速反应状态又能描述扩散过程起主导作用的慢速反应状态,因此新构造的燃烧模型理论上可用于计算扩散和化学反应均起重要作用的湍流部分预混燃烧及分层燃烧模式。为了验证其性能,利用新模型对基准的Darmstadt湍流分层火焰燃烧器进行了大涡模拟(LES)计算:首先分别采用粗、细两种网格对无反应湍流状态进行了计算,以检验网格精度;随后对一个有分层效应的湍流燃烧状态进行了计算。LES计算得到的速度、温度、组分等统计信息与实验结果吻合良好,验证了新亚网格燃烧模型在预测湍流分层火焰方面的能力。 展开更多

关键词 湍流 反应动力学 数值模拟 反应机理简化 反应-扩散流形 大涡模拟 分层火焰 假定滤波密度函数

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