谷物清选CFD-DEM耦合模拟研究 被引量：7

1

作者 汤庆 吴崇友 +2 位作者 吴俊 王刚 江涛 《农机化研究》 北大核心 2015年第1期35-38,共4页

清选是收获机械中至关重要的过程,直接影响收获效率,通过对谷物清选的研究可以指导收获机械的设计,降低生产成本。为此,分析了国内外在谷物清选CFD-DEM耦合模拟技术的研究现状,发现现有的研究多局限在单一的CFD模拟和DEM模拟,这种方法... 清选是收获机械中至关重要的过程,直接影响收获效率,通过对谷物清选的研究可以指导收获机械的设计,降低生产成本。为此,分析了国内外在谷物清选CFD-DEM耦合模拟技术的研究现状,发现现有的研究多局限在单一的CFD模拟和DEM模拟,这种方法不能够全面体现清选室中气流场、振动筛和物料的相互作用。CFD-DEM耦合模拟技术将气流场和振动筛分作为一个系统来研究,是未来谷物清选模拟研究的发展方向。 展开更多

关键词 谷物清选 cfd—dem耦合模拟 研究现状 发展方向

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考虑粒间滚动阻力的CFD-DEM流-固耦合数值模拟方法 被引量：29

2

作者 王胤 艾军 杨庆 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1771-1780,共10页

在离散元(DEM)和计算流体动力学(CFD)程序基础上,运用流-固相互作用力方程建立三维CFD-DEM细观耦合数值模拟模型。CFD-DEM的控制方程包括流体-颗粒相互作用力方程、CFD的流体和DEM的颗粒运动方程。其中,考虑到土颗粒的形状效应,引入颗... 在离散元(DEM)和计算流体动力学(CFD)程序基础上,运用流-固相互作用力方程建立三维CFD-DEM细观耦合数值模拟模型。CFD-DEM的控制方程包括流体-颗粒相互作用力方程、CFD的流体和DEM的颗粒运动方程。其中,考虑到土颗粒的形状效应,引入颗粒滚动阻力机制,介绍了适用性较强的滚动阻力模型。在开源耦合程序CFDEM的框架下,定制CFD开源程序Open FOAM与DEM开源程序LIGGGHTS之间的双向耦合,实现基于颗粒细观的流-固耦合计算。通过砂堆和砂土渗流的模拟分别验证了所嵌入的滚动阻力模型的有效性及耦合模型的可行性。模拟结果表明,圆柱土体中向上渗流流速与水力梯度关系与经典的Ergun理论解接近;耦合模型中所引入的颗粒间滚动阻力模型能够很好地反映颗粒形状对砂堆形成休止角和土体堆积孔隙率的影响。 展开更多

关键词 cfd dem 流固耦合 滚动阻力 固体颗粒 渗流

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猴子岩水库色玉滑坡涌浪灾害链CFD–DEM耦合数值模拟 被引量：7

3

作者 肖华波 王泽皓 +2 位作者 石伟明 王东坡 欧阳朝军 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期161-170,共10页

滑坡涌浪是一种常见的地质灾害现象,由于滑坡体与水体之间存在复杂的流固耦合作用,使得传统的单一介质模型无法进行准确求解。为此,介绍一种基于计算流体力学方法(CFD)与离散单元法(DEM)的流固耦合模型CFD–DEM,采用计算流体力学方法(C... 滑坡涌浪是一种常见的地质灾害现象,由于滑坡体与水体之间存在复杂的流固耦合作用,使得传统的单一介质模型无法进行准确求解。为此,介绍一种基于计算流体力学方法(CFD)与离散单元法(DEM)的流固耦合模型CFD–DEM,采用计算流体力学方法(CFD)求解水体流动,采用离散单元法(DEM)模拟散粒体滑坡运动,充分利用不同计算模型的优势,对滑坡及涌浪演进过程进行数值模拟分析。首先,利用该耦合模型对Robbe–Saule开展的颗粒堆积体坍塌–涌浪试验进行了相同工况下的数值计算,从颗粒坍塌运动过程、涌浪高度演化过程等方面进行对比,结果表明模拟结果与试验结果吻合很好,验证了CFD–DEM流固耦合模型的有效性。然后,将该方法应用于四川省猴子岩水库色玉滑坡–涌浪灾害的演进过程分析,重现了该事件滑坡失稳运动、涌浪产生及传播、涌浪爬升、涌浪回流的全过程,计算结果显示:计算得到的电站进水口处涌浪高度与实测数据较为接近;色玉滑坡从失稳运动至静止堆积的持续时间约为20 s,颗粒平均速度最大达到16.12 m/s;滑坡引起的涌浪约在滑坡失稳10 s后传播到对岸,之后开始沿坡面向上爬升,最大爬升高度达到27.32 m。研究表明CFD–DEM流固耦合模型能够很好地应用于模拟山区河谷大规模滑坡涌浪灾害,可为库区防灾减灾提供高效的技术支持。 展开更多

关键词 滑坡涌浪 计算流体力学(cfd) 离散单元法(dem) 耦合模型 数值模拟

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滑坡–堵江–涌浪灾害链模拟的DEM–CFD耦合分析方法及其应用 被引量：9

4

作者 李东阳 年廷凯 +1 位作者 吴昊 张彦君 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期141-149,共9页

滑坡–堵江–涌浪灾害链的演化过程涉及复杂的滑坡–河流相互作用。为了真实再现这一演进过程,本文提出了一种扩展的离散元法(DEM)与计算流体动力学(CFD)耦合数值方法,通过在局部平均DEM–CFD耦合方法中引入流体体积法(VOF)建立了一套... 滑坡–堵江–涌浪灾害链的演化过程涉及复杂的滑坡–河流相互作用。为了真实再现这一演进过程,本文提出了一种扩展的离散元法(DEM)与计算流体动力学(CFD)耦合数值方法,通过在局部平均DEM–CFD耦合方法中引入流体体积法(VOF)建立了一套能够描述河流自由水面演化的扩展DEM–CFD耦合数值框架,实现了对滑坡涌浪形成及传播过程的追踪;并提出了一种新的局部孔隙率计算方法即虚拟球模型,来克服网格颗粒临界尺寸比的限制,从而实现复杂地形建模要求;进一步通过多个典型算例验证其准确性和有效性。在此基础上,开展了滑坡–堵江–涌浪灾害链演化模拟,并应用至白格滑坡坝形成过程复演,深入分析了滑坡–河流动态演化过程及耦合作用机理。结果表明:所提出的方法能够准确模拟滑坡–河流相互作用;滑坡–河流–河谷地形的耦合作用驱动了灾害演化,滑坡体驱动了涌浪的传播,而河流则增加了滑坡体的动能耗散,且对其沉积过程在河流流向上产生相反影响;模拟得到的白格滑坡运移路径、沉积形态及涌浪侵蚀面积与实地调查结果吻合度较高,成功再现了2018年10月11日白格滑坡堵江事件。本文所提出的扩展DEM–CFD耦合数值方法为深入研究滑坡–堵江–涌浪灾害链演化机制提供了有力的数值工具,对于灾害预测及防灾减灾策略的制定具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 滑坡堵江 滑坡涌浪 灾害链 dem–cfd耦合方法 滑坡–河流相互作用 白格滑坡

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基于DEM-CFD耦合的辣椒风选模拟研究 被引量：1

5

作者 张小明 《贵州农机化》 2023年第2期4-8,共5页

为降低辣椒收获机收获的辣椒含杂率,增加辣椒风选效果,从而获得最佳辣椒分离参数。通过离散单元法(DEM)与计算流体力学(CFD)耦合的研究方法,对辣椒、椒叶和椒秆在不同风速和不同气流倾角下进行清选模拟,分析改变气流速度和倾角对气流速... 为降低辣椒收获机收获的辣椒含杂率,增加辣椒风选效果,从而获得最佳辣椒分离参数。通过离散单元法(DEM)与计算流体力学(CFD)耦合的研究方法,对辣椒、椒叶和椒秆在不同风速和不同气流倾角下进行清选模拟,分析改变气流速度和倾角对气流速度分布规律和对辣椒含杂率及损失率的影响。经过不同参数辣椒含杂率和损失率比较可知,在风速为20 m/s,可获得较好的风选效果,辣椒含杂率为4.624%,损失率为1.798%;而在气流速率为20 m/s,气流倾角5°的条件下,辣椒含杂率为2.382%,损失率为3.563%,此时辣椒风选效果为最佳。通过田间采收试验,可知收获机采摘的辣椒经过风选,辣椒含杂率为4.6%,辣椒损失率为4.2%,进一步验证了该机风选系统满足辣椒的风选工作。 展开更多

关键词 辣椒果实风选分离 dem与cfd耦合 不同风速与不同气流倾角 含杂率 损失率

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薄膜结构流固耦合的CFD数值模拟研究 被引量：8

6

作者 孙晓颖 武岳 陈昭庆 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期873-878,共6页

基于弱耦合分区求解策略,在Compaq Visual Fortran6.5环境下搭建了薄膜结构三维流固耦合效应的CFD数值模拟平台。程序采用模块化编程思想,主要包含几何建模、流体分析、结构分析和数据交换四个模块。其中几何建模模块采用自行编制的膜... 基于弱耦合分区求解策略,在Compaq Visual Fortran6.5环境下搭建了薄膜结构三维流固耦合效应的CFD数值模拟平台。程序采用模块化编程思想,主要包含几何建模、流体分析、结构分析和数据交换四个模块。其中几何建模模块采用自行编制的膜结构找形分析程序,流体分析模块采用经过二次开发的计算流体力学软件FLUENT6.0,结构分析模块采用自行编制的膜结构动力分析程序MDLFX;在数据交换模块中,编制了基于薄板样条法的插值计算程序,以实现流固交界面上不同区域网格间的数据传递问题,编制了基于代数法和迭代法的动网格变形程序,以实现流固耦合运算中的动网格更新。基于该软件平台,对单向柔性屋盖和鞍形膜结构屋盖进行了流固耦合数值模拟,验证了方法的有效性。 展开更多

关键词 薄膜结构 流固耦合 cfd数值模拟

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大颗粒气力输运的CFD与EDEM耦合计算方法 被引量：3

7

作者 王欢 孙科 +1 位作者 任博扬 宋江涛 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第11期4603-4608,共6页

为掌握冰雹颗粒抛射运动过程规律,以支撑冰雹抛射装置设计,需进行冰雹颗粒气力输运过程计算。通过计算流体力学与离散单元法双向耦合进行冰雹等大颗粒气力输运问题的模拟仿真。通过进行不同气源压力、不同抛射管径、不同抛射管长、不同... 为掌握冰雹颗粒抛射运动过程规律,以支撑冰雹抛射装置设计,需进行冰雹颗粒气力输运过程计算。通过计算流体力学与离散单元法双向耦合进行冰雹等大颗粒气力输运问题的模拟仿真。通过进行不同气源压力、不同抛射管径、不同抛射管长、不同冰雹流量条件下的计算及对比,得到随着气源压力的增大,冰雹抛射速度逐渐增大,气流流量逐渐增大;随着抛射管径的增大,冰雹速度逐渐增大,气流流量平方级增长;随着抛射管长的增大,冰雹速度基本保持不变,气流流量略有减小;随着冰雹流量的增大,冰雹速度逐渐减小,气流流量逐渐减小。 展开更多

关键词 气力输运 冰雹 双向耦合 计算流体力学(cfd) 离散单元法(dem)

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装备研制技术风险流传导与耦合过程的CFD模拟 被引量：1

8

作者 汪送 战仁军 袁博 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2017年第6期10-12,16,共4页

装备研制中风险间的相关性导致风险传导与耦合的产生,为深化对技术风险动态传导效应和非线性耦合机理的认识,探索研制技术风险管理与控制的有效思路或工具,在对风险传导与耦合进行定义的基础上,给出了装备研制中的风险传导模式,基于CFD... 装备研制中风险间的相关性导致风险传导与耦合的产生,为深化对技术风险动态传导效应和非线性耦合机理的认识,探索研制技术风险管理与控制的有效思路或工具,在对风险传导与耦合进行定义的基础上,给出了装备研制中的风险传导模式,基于CFD技术对两种不同的耦合模式进行了数值模拟,结合仿真结果分析了风险的耦合机理,所提方法对于揭示装备研制技术风险传导与耦合规律有一定的促进作用,为下阶段求解关键风险因子间的关联关系奠定了良好基础。 展开更多

关键词 装备研制 技术风险 风险传导 风险耦合 cfd模拟

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基于CFD-DEM耦合的土壤渗透性数值分析 被引量：2

9

作者 李云川 赵崤隆 +3 位作者 石平平 李靖 南轩 王静 《江苏农业科学》 2020年第16期255-259,共5页

基于计算流体动力学与离散元(CFD-DEM)耦合的数值模拟方法,结合土壤入渗试验,进行土壤渗透系数随土层深度变化的研究。试验结果表明,随着入渗过程的持续,3、6、9 cm土柱渗透系数分别由0.0080、0.0110、0.0075 mm/s逐渐降低。在液固耦合... 基于计算流体动力学与离散元(CFD-DEM)耦合的数值模拟方法,结合土壤入渗试验,进行土壤渗透系数随土层深度变化的研究。试验结果表明,随着入渗过程的持续,3、6、9 cm土柱渗透系数分别由0.0080、0.0110、0.0075 mm/s逐渐降低。在液固耦合模型中,通过计算流体动力学(CFD)设置流体相参数,离散元(DEM)模拟土壤颗粒固体相,得出渗流速率与土层深度的定量变化关系式为y=ax^2+bx+c(y为渗流速率;x为土层深度;a为常数,等于-0.07886;b为常数,等于-0.00867;c为常数,等于0.09296)。通过方差分析对模型拟合的回归性方程进行验证,得到相关系数R 2=0.9503,校正决定系数R 2 adj=0.99977,都接近于1,表明拟合性好。 展开更多

关键词 土壤渗透系数 数值分析 液固耦合 cfd dem 数值模拟

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薄膜结构流固耦合效应的简化数值模拟方法 被引量：7

10

作者 孙晓颖 武岳 沈世钊 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期30-35,共6页

针对薄膜结构流固耦合问题,提出一种简化数值模拟方法。该方法的基本思想是,将结构风振响应分为平均响应、背景响应和共振响应三部分,在平均响应部分,主要考虑由于结构形状变化所导致的平均风压系数变化,是一个静态过程;在背景响应部分... 针对薄膜结构流固耦合问题,提出一种简化数值模拟方法。该方法的基本思想是,将结构风振响应分为平均响应、背景响应和共振响应三部分,在平均响应部分,主要考虑由于结构形状变化所导致的平均风压系数变化,是一个静态过程;在背景响应部分,主要考虑脉动风压的空间相关性对结构振动的影响,是一个拟静态的过程;在共振响应部分,主要考虑脉动风中的高频部分与结构之间的动力耦合作用。相应地,流固耦合过程分为静态耦合、拟静态耦合和瞬态耦合三部分,针对这三个耦合过程的不同性质,采用不同的求解方法。对于静态耦合和拟静态耦合,可以考虑采用CFD方法模拟由变形引起的结构表面风压变化;对于瞬态耦合部分,可以考虑利用随机振动时程分析的方法来研究。应用上述简化数值模拟方法对单向柔性屋盖和鞍形膜结构屋盖进行分析,并将计算结果与直接的数值模拟方法对比,验证简化数值模拟方法的精确性和高效性。 展开更多

关键词 薄膜结构 流固耦合 cfd数值模拟 简化数值模拟方法

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一种基于CFD的飞行模拟方法 被引量：2

11

作者 赵晓利 孙振旭 +1 位作者 安亦然 郑钢铁 《科学技术与工程》 2010年第24期5923-5928,共6页

分析了飞行力学模拟与CFD模拟之间的影响关系。详细考虑了机动飞行过程中飞行参数变化与气动力变化之间的相互影响,开发出基于高精度CFD计算的飞行力学模拟方法。改进了传统飞行力学计算方法,保证了气动数据和飞行数据的计算精度。采用... 分析了飞行力学模拟与CFD模拟之间的影响关系。详细考虑了机动飞行过程中飞行参数变化与气动力变化之间的相互影响,开发出基于高精度CFD计算的飞行力学模拟方法。改进了传统飞行力学计算方法,保证了气动数据和飞行数据的计算精度。采用此方法,通过一次数值模拟即可得到飞行过程中气动力及飞行轨迹、飞行速度等的变化过程,可用于对飞行器设计方案进行精细模拟。 展开更多

关键词 cfd 飞行力学 耦合模拟

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基于一维模拟的排气歧管流固耦合瞬态热管理 被引量：2

12

作者 赖晨光 胡瑞 周毓婷 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2020年第1期118-125,共8页

由于高温高压气体的流动冲击,发动机排气歧管会产生较大的温度梯度并承受较大的热应力。以热应力和应变为目标,该研究对某车型发动机排气歧管进行优化。首先对一维发动机进行建模和计算,利用流固耦合方法计算排气歧管的温度场,并做了网... 由于高温高压气体的流动冲击,发动机排气歧管会产生较大的温度梯度并承受较大的热应力。以热应力和应变为目标,该研究对某车型发动机排气歧管进行优化。首先对一维发动机进行建模和计算,利用流固耦合方法计算排气歧管的温度场,并做了网格无关性的验证。将结果作为热负荷,计算排气歧管的热疲劳参数并以热应力和热变形为目标对该排气歧管进行改进。结果表明:改进后的排气歧管热应力和热变形明显降低,其中最大热应力减小了21MPa,降幅为8.5%;热应变减小了0.07 mm,占4%,疲劳寿命提高了约1100次。该研究为车辆发动机排气歧管的设计和优化提供了一种有效的方法,具有参考意义。 展开更多

关键词 流固耦合 一维模拟 瞬态 cfd

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CFD/CSD耦合声气动弹性时域仿真研究 被引量：1

13

作者 裴曦 徐敏 韩冰 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期583-590,共8页

提出了一种基于计算空气动力学/计算结构动力学(CFD/CSD)耦合的声气动弹性时域仿真方法。空气动力学和气动声学分别采用大涡模拟和Lighthill声比拟理论进行计算,结构动力学采用模态叠加的方法进行计算。以运载器舱体为研究对象,通过计... 提出了一种基于计算空气动力学/计算结构动力学(CFD/CSD)耦合的声气动弹性时域仿真方法。空气动力学和气动声学分别采用大涡模拟和Lighthill声比拟理论进行计算,结构动力学采用模态叠加的方法进行计算。以运载器舱体为研究对象,通过计算得到了舱体结构响应的时间历程,分析了舱体表面由于涡的破碎和融合的演变所产生脉动压力引起结构瞬态响应的机理。通过对中低频段声气动弹性的分析应用,验证了CFD/CSD耦合的声气动弹性计算方法的可行性。 展开更多

关键词 声气动弹性 噪声载荷 气动力载荷 大涡模拟 cfd CSD耦合

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燃天然气横焰玻璃熔窑火焰燃烧及玻璃液流动的三维CFD耦合分析 被引量：1

14

作者 任清海 耿铁 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1716-1719,共4页

本文在全面考虑火焰空间的燃烧与玻璃液传热、流动的耦合的基础上,建立了燃天然气横焰玻璃熔窑火焰空间和玻璃液传热、流动过程的三维数学模型。然后以某燃天然气连通式横焰玻璃熔窑为对象,利用商用CFD软件进行了火焰燃烧和玻璃液传热... 本文在全面考虑火焰空间的燃烧与玻璃液传热、流动的耦合的基础上,建立了燃天然气横焰玻璃熔窑火焰空间和玻璃液传热、流动过程的三维数学模型。然后以某燃天然气连通式横焰玻璃熔窑为对象,利用商用CFD软件进行了火焰燃烧和玻璃液传热、流动的耦合数值模拟,研究了该熔窖燃烧空间内气体流动和温度梯度分布以及熔池内玻璃液的流动和温度梯度分布,为提高玻璃窑炉的运行与设计水平提供理论依据,从而指导实际生产和玻璃熔窖设计。 展开更多

关键词 横焰玻璃熔窑 燃烧 流动 耦合数值模拟 cfd

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波浪中远洋船舶耦合运动的数值模拟

15

作者 李娟 薛红肖 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第4期22-24,共3页

利用基于FLAC3D和基于UDEC的2种传统方法对船舶耦合运动进行数值模拟,结果准确性较低。针对上述问题,提出一种新的基于CFD的远洋船舶耦合运动数值模拟研究方法。首先给出船舶耦合运动的假定条件,然后建立反映问题本质的数学模型,接着利... 利用基于FLAC3D和基于UDEC的2种传统方法对船舶耦合运动进行数值模拟,结果准确性较低。针对上述问题,提出一种新的基于CFD的远洋船舶耦合运动数值模拟研究方法。首先给出船舶耦合运动的假定条件,然后建立反映问题本质的数学模型,接着利用有限体积法对该方程进行离散,最后利用有限差分法对离散后的方程进行求解,完成船舶耦合运动数值模拟。结果表明:与基于FLAC3D和基于UDEC的2种传统方法相比,利用本研究方法对船舶耦合运动进行数值模拟,模拟结果准确性提高6.3%和14.5%,达到了研究目的。 展开更多

关键词 远洋船舶 耦合运动 数值模拟 cfd

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偏心桥梁断面颤振稳定性流固耦合数值模拟研究

16

作者 贾杰 韩荣轩 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第17期203-209,共7页

以Ansys Fluent为平台,对二维两自由度偏心桥梁断面风致振动进行数值模拟研究。将Newmark-β法编程嵌入UDF,在每一时间步上求解微分方程得到并更新物理量的方式实现自由振动流固耦合。与非偏心桥梁节段模型相比,偏心节段模型动力学方程... 以Ansys Fluent为平台,对二维两自由度偏心桥梁断面风致振动进行数值模拟研究。将Newmark-β法编程嵌入UDF,在每一时间步上求解微分方程得到并更新物理量的方式实现自由振动流固耦合。与非偏心桥梁节段模型相比,偏心节段模型动力学方程式左右两边分别耦合,利用Newmark-β法求解矩阵形式的偏心两自由度动力学方程组并输入简谐荷载进行调试,对比数值解和解析解证明程序正确性。非偏心节段模型数值模拟颤振临界风速与其他学者实验得到的颤振临界风速高度一致,通过此模拟方法进一步模拟偏心对桥梁节段模型的颤振稳定性提高效果。通过风洞试验验证了数值模拟的可靠性。 展开更多

关键词 流固耦合 数值模拟 偏心桥梁断面 动网格 计算流体动力学(cfd) 颤振

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大气总温传感器数值计算耦合分析技术

17

作者 王玉芳 赵芮宜 +1 位作者 董素艳 王毅 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期377-386,共10页

借助自研软件开发及现有的商业软件建立阻滞室大气总温传感器模型,用UG软件构建几何模型,以商用Fluent软件模拟传感器的三维CFD数值,采用共形网格划分实现大气总温传感器的流体与固体界面网格匹配。采用Realizable k-ε湍流模型以及数... 借助自研软件开发及现有的商业软件建立阻滞室大气总温传感器模型,用UG软件构建几何模型,以商用Fluent软件模拟传感器的三维CFD数值,采用共形网格划分实现大气总温传感器的流体与固体界面网格匹配。采用Realizable k-ε湍流模型以及数值仿真批处理脚本的方法,对大气总温传感器流、固耦合仿真进行计算,提高了仿真计算效率。利用该方法对常温常压风洞对大气总温传感器的校准进行仿真分析,得出常温常压条件下马赫数大于1时,恢复修正系数基本不随马赫数变化。在常温、马赫数为0.6条件下,在静压条件±0.1atm时或总温条件为-25~45℃时,恢复修正系数变化幅度很小,数值仿真结果具有一定的准确性。 展开更多

关键词 数值模拟 几何参数化 大气总温传感器 cfd仿真 流-固耦合仿真

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基于CFD降尺度的复杂地形风场数值模拟研究 被引量：12

18

作者 张嘉荣 程雪玲 《高原气象》 CSCD 北大核心 2020年第1期172-184,共13页

在计算机流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模式Fluent的基础之上修改传统的RANS湍流参数化方案,选用大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)的湍流方案,并引入温度层结的浮力模型,得到修改后的Fluent模式。使用中尺度预报模式... 在计算机流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模式Fluent的基础之上修改传统的RANS湍流参数化方案,选用大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)的湍流方案,并引入温度层结的浮力模型,得到修改后的Fluent模式。使用中尺度预报模式WRF和WRF耦合修改前后的Fluent模式模拟江西鄱阳湖地区内吉山测风站处2010年12月至2011年3月4个月的风速、风向和2011年3月6日吉山站附近地形流场以及气温场的变化过程。结合观测资料的对比发现,WRF模式在耦合Fluent后,对吉山单站点风速风向的模拟效果得到改善。WRF耦合Fluent的模拟方法在Fluent修改后(算例2),相比修改前(算例1)可以更精确地模拟吉山站各高度处的风速风向。4个月70 m高度平均风速WRF、算例1和算例2的平均误差分别为3. 963,2. 727和2. 224 m·s^-1。算例2与观测的70 m高度风向玫瑰图匹配程度总体上比算例1更高。算例2还可以模拟出白天不稳定状态下的热浮力效应和空间分布不均匀且较大的湍动能,能模拟出夜间大气边界层的逆温现象,而算例1则不能。以上结果均表明在对Fluent模式修改后,WRF耦合Fluent的模拟方法对吉山站附近风场的模拟效果得到改善。 展开更多

关键词 复杂地形风场 计算机流体力学(cfd)模式 大涡模拟 多尺度耦合

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螺旋十字燃料组件热流力耦合特性数值模拟研究 被引量：1

19

作者 刘峪洁 丛腾龙 +2 位作者 肖瑶 郭辉 顾汉洋 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1159-1169,共11页

作为一种新型反应堆燃料组件,螺旋十字燃料(HCF)组件具有导热距离短、交混强度高、无需定位格架等优势,可在保证反应堆安全裕度的同时提高堆芯功率,但其依靠相邻棒束接触形成的自支撑结构进行定位易使接触位置发生应力集中,危害包壳的... 作为一种新型反应堆燃料组件,螺旋十字燃料(HCF)组件具有导热距离短、交混强度高、无需定位格架等优势,可在保证反应堆安全裕度的同时提高堆芯功率,但其依靠相邻棒束接触形成的自支撑结构进行定位易使接触位置发生应力集中,危害包壳的完整性。针对这一问题,本文开展了典型HCF组件的热流力耦合特性研究,获得了单相对流和过冷沸腾条件下HCF组件的温度及应力应变分布。研究结果表明:HCF组件通道中心和包壳附近冷却剂的横流存在很大差异,影响了冷却剂温度和沸腾时空泡份额的分布;HCF组件包壳表面少量的气泡可增强冷却剂的传热能力;HCF组件肋片顶部(翼尖处)和肋片根部(翼根处)的热应力主要分别与接触约束和燃料内部的温度梯度有关;单相和两相工况中HCF组件包壳翼根处的Mises应力和翼尖处的塑性应变均相等,但两相工况中翼尖处的Mises应力较单相工况偏低30 MPa。 展开更多

关键词 螺旋十字燃料 热流力耦合分析 cfd模拟

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《大型结构风效应流固耦合与人工智能》专栏征稿简则

20

作者 《空气动力学学报》编辑部 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第9期124-124,共1页

大型结构往往具有结构轻柔特征,风敏感性强,流固耦合作用明显,易产生复杂的风效应。由于自然风以及绕流流动的强非线性、复杂的气动外形和结构动力特性,使得流体与结构的作用效应和机制异常复杂,非线性流固耦合作用建模困难,是风工程空... 大型结构往往具有结构轻柔特征,风敏感性强,流固耦合作用明显,易产生复杂的风效应。由于自然风以及绕流流动的强非线性、复杂的气动外形和结构动力特性,使得流体与结构的作用效应和机制异常复杂,非线性流固耦合作用建模困难,是风工程空气动力学面临的主要挑战之一。在过去几十年中,通过风洞试验、CFD数值模拟和结构健康监测,积累了海量的结构风效应数据,为开展风工程数据科学研究奠定了坚实的基础。 展开更多

关键词 人工智能 结构健康监测 工程数据 cfd数值模拟 空气动力学 流固耦合作用 结构动力特性 科学研究

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