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

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RNG k-ε模型的竖板绕流数值模拟 被引量：6

4

作者 吴永诚 苗峰 +1 位作者 黎义斌 闫幼锋 《四川建筑科学研究》 2014年第4期21-25,共5页

作为薄矩形柱类高层建筑绕穿流动的基础研究之一,采用简化的直通道内置竖板二维平面空气绕流模型为研究对象。基于有限体积法和RNG k-ε湍流模型,对不同风级作用下的长宽比D/B=0.1的竖板流动进行非定常数值模拟。计算结果揭示了竖板空... 作为薄矩形柱类高层建筑绕穿流动的基础研究之一,采用简化的直通道内置竖板二维平面空气绕流模型为研究对象。基于有限体积法和RNG k-ε湍流模型,对不同风级作用下的长宽比D/B=0.1的竖板流动进行非定常数值模拟。计算结果揭示了竖板空气绕流尾涡的形成、脱落及消失的周期性过程。在Re=4.42×104和Re=4.62×104区间尾涡无明显脱落,当雷诺数大于或等于4.62×104时,出现尾涡的生成及脱落消失过程。计算并分析了竖板表面不同位置的压力分布和风载体型系数,计算结果与相关文献结论进行了对比。 展开更多

关键词 薄矩形柱 直通道竖板 空气平面绕流 RNG κ-ε模型 尾涡 数值模拟

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低雷诺数下偏心扭转圆柱涡激振动特性研究

5

作者 孙旭 SUHC.Steve 张家忠 《力学与实践》 2025年第1期87-97,共11页

横掠外流冲击下细长圆柱结构涡激振动问题在工程中广泛存在,已有研究多关注圆柱沿横向和/或流向的振动响应,对涡激扭转振动研究较少。本文采用流-固耦合数值模拟研究了偏心扭转圆柱在层流中的涡激振动特性。首先,建立了偏心扭转圆柱涡... 横掠外流冲击下细长圆柱结构涡激振动问题在工程中广泛存在,已有研究多关注圆柱沿横向和/或流向的振动响应,对涡激扭转振动研究较少。本文采用流-固耦合数值模拟研究了偏心扭转圆柱在层流中的涡激振动特性。首先,建立了偏心扭转圆柱涡激振动力学模型,推导了控制方程和边界条件。然后,将基于特征线算子分裂的有限元解法、双时间步法、边弹簧近似法、广义-α方法和松耦合迭代解法相结合,针对层流诱发刚体扭转振动开发了一种通用流-固耦合解法,并采用基准算例进行了验证。最后,通过流-固耦合数值模拟,系统分析了偏心距、雷诺数、质量比对层流中偏心扭转圆柱涡激振动振幅、频率、流体载荷的影响规律及机理。 展开更多

关键词 圆柱 层流 涡激扭转振动 流-固耦合 数值模拟

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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

6

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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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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涡量—流函数法模拟不同高宽比和角度的腔内自然对流 被引量：16

8

作者 董韶峰 李荫堂 刘艳华 《低温与特气》 CAS 2003年第6期16-21,共6页

采用涡量—流函数方程,对FLUENT软件进行二次开发,对重力作用下封闭空腔内的二维自然对流换热流场、温度场进行了数值模拟。对非正方形的矩形空腔内的自然对流换热进行了数值计算,结果表明不同的高宽比例对自然对流换热有很大的影响;该... 采用涡量—流函数方程,对FLUENT软件进行二次开发,对重力作用下封闭空腔内的二维自然对流换热流场、温度场进行了数值模拟。对非正方形的矩形空腔内的自然对流换热进行了数值计算,结果表明不同的高宽比例对自然对流换热有很大的影响;该文还对Ra=104时放置不同角度的封闭腔进行了数值计算,揭示了重力作用下不同角度时的自然对流换热变化,发现在某一倾斜角度时(θ=45°左右),平均换热系数Numean存在极大值。 展开更多

关键词 数值模拟 涡量-流函数法 FLUENT软件 温度场 换热系数 腔内自然对流换热

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叉排椭圆管强迫对流换热的数值模拟 被引量：9

9

作者 刘希女 杨永安 +2 位作者 邹同华 吴双 顾介明 《制冷与空调（四川）》 2004年第1期16-19,共4页

本文分析了二维稳态不可压缩流体横掠椭圆管束的强迫对流换热问题。在建立物理模型和数学模型的基础上采用涡量—流函数法对问题进行数值求解。在一定容积的空间内,优化椭圆管排的布置,使得管排与流体之间的对流换热密度达到最大值。比... 本文分析了二维稳态不可压缩流体横掠椭圆管束的强迫对流换热问题。在建立物理模型和数学模型的基础上采用涡量—流函数法对问题进行数值求解。在一定容积的空间内,优化椭圆管排的布置,使得管排与流体之间的对流换热密度达到最大值。比较了当椭圆管的短轴2b等于圆管的直径D时这两种管子的对流换热密度。分析了椭圆偏心率对热流密度的影响。数值计算的结果表明,当空气的ReH在400≤ReH≤900的范围内时,椭圆管换热器的对流换热密度比圆管的对流换热密度约大11%。 展开更多

关键词 叉排椭圆管 强迫对流换热 数值模拟 不可压缩流体 涡量-流函数法 对流换热密度 空调

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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

10

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

11

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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基于LBM-LES方法桨-涡干扰气动噪声直接计算

12

作者 雷安鹏 《科技创新与应用》 2021年第27期38-41,45,共5页

文章在马赫数较低的条件下,采用基于LBM框架下的LES方法,对平行桨-涡干扰气动噪声进行了直接数值计算。使用D2Q9模型作为LBM格子的离散速度模型,同时使用动态Smagorinsky亚格子模型作为LES方法的亚格子模型。计算结果显示,大涡模拟方法... 文章在马赫数较低的条件下,采用基于LBM框架下的LES方法,对平行桨-涡干扰气动噪声进行了直接数值计算。使用D2Q9模型作为LBM格子的离散速度模型,同时使用动态Smagorinsky亚格子模型作为LES方法的亚格子模型。计算结果显示,大涡模拟方法能够较为准确地获取桨-涡干扰气动噪声的声场,并且能够对桨-涡干扰气动噪声的生成机理、传播规律及噪声特性进行分析;桨涡干扰噪声的直接计算,大涡模拟方法对近壁面区域可以用壁面函数近似,近场特别是声源区域内网格最为关键。 展开更多

关键词 大涡模拟 低马赫数 平行桨-涡干扰 气动噪声 直接数值计算

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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

13

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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柔性柱初始倾角对微通道传热增强的影响

14

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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基于三种湍流模型的竖缝式鱼道水力特性研究 被引量：10

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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