可压缩均匀湍流中重粒子运动行为的先验研究

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作者 宾远为 武琦 +1 位作者 夏振华 史一蓬 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期23-33,共11页

本研究以高精度可压缩均匀各向同性湍流直接数值模拟数据为基础,通过点粒子模型和单向耦合方式模拟了100万个重粒子在湍流中的运动.着重进行了两方面的研究,首先,通过使用不同滤波宽度的谱截断滤波器来获得大尺度流场,并研究了不同滤波... 本研究以高精度可压缩均匀各向同性湍流直接数值模拟数据为基础,通过点粒子模型和单向耦合方式模拟了100万个重粒子在湍流中的运动.着重进行了两方面的研究,首先,通过使用不同滤波宽度的谱截断滤波器来获得大尺度流场,并研究了不同滤波尺度对粒子运动的影响;其次,设置了5种不同的粒子初速度,以研究粒子聚集性和运动学性质的演化.在研究粒子聚集性方面,使用了香农熵来描述粒子的瞬时聚集性,而稳态时的统计结果则通过概率密度分布函数来描述.研究结果表明,滤波尺度对不同Stokes数的粒子聚集效应产生不同的影响.具体而言,小尺度流动结构对低Stokes数的粒子聚集性有促进作用,而对高Stokes数的粒子聚集性则有抑制作用.此外,随着Stokes数的增加和截断波数的减小,粒子的速度和加速度的概率密度分布变得更为集中.另外,还发现颗粒的初始速度差异会在演化的初期产生明显影响,最终会趋于相同的统计定常状态.这一发现强调了湍流中粒子运动的复杂性和统计特性的重要性. 展开更多

关键词 湍流 重粒子 湍流尺度

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射流泵湍流场的数值模拟与实验研究 被引量：29

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作者 王常斌 林建忠 石兴 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期175-179,共5页

采用k-ε湍流模型和非等间距加密网格,对射流泵流场进行了数值模拟和分析,并对相应的流场进行了实验研究。结果表明,流场轴向速度剖面在扩散管段具有较好的自相似性,而在喉管段则不然;这种速度剖面变化的转折点与喉管的长度有关;流场的... 采用k-ε湍流模型和非等间距加密网格,对射流泵流场进行了数值模拟和分析,并对相应的流场进行了实验研究。结果表明,流场轴向速度剖面在扩散管段具有较好的自相似性,而在喉管段则不然;这种速度剖面变化的转折点与喉管的长度有关;流场的湍动能分别在喷嘴出口与扩散管入口处产生峰值,并且前者远大于后者,可见射流泵流场中,湍流主要发生在喉管入口处,湍动能的不平衡将导致额外的能量损失。本研究结果对工程应用有指导意义。 展开更多

关键词 射流泵 湍流场 数值模拟 实验

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不同孔率支架对颅内动脉瘤血流流场影响的计算机模拟研究 被引量：10

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作者 张星 黄清海 +3 位作者 刘建民 施洋 余钊胜 邵雪明 《中国脑血管病杂志》 CAS 2009年第3期139-143,共5页

目的探讨不同孔率的支架对颅内动脉瘤内血流流场的影响。方法应用三维数值模拟方法，建立窄颈及宽颈两种动脉瘤的三维模型。模拟四种不同孔率（82％、78％、74％及70％）的支架置入载瘤动脉并完全覆盖瘤颈。采用基于计算流体力学（CFD... 目的探讨不同孔率的支架对颅内动脉瘤内血流流场的影响。方法应用三维数值模拟方法，建立窄颈及宽颈两种动脉瘤的三维模型。模拟四种不同孔率（82％、78％、74％及70％）的支架置入载瘤动脉并完全覆盖瘤颈。采用基于计算流体力学（CFD）的软件，计算各种孔率支架置入后，动脉瘤内血流速度、壁面切应力、压力等参数的变化。结果置入82％、78％、74％、70％孔率的支架后，在一个心动周期内，动脉瘤瘤颈远侧壁峰值流速及壁面切应力均随支架孔率的降低而降低；窄颈动脉瘤在一个心动周期内平均流速值分别为0．054、0．036、0．024及0．016m／s，壁面切应力分别为0．529、0．314、0．177及0．122Pa。流速-孔率曲线显示，孔率降至70％左右时，流速随孔率变化趋于平缓；壁面切应力-孔率曲线显示，孔率降至74％左右时，壁面切应力随孔率变化趋于平缓。置入上述4种孔率支架后，宽颈动脉瘤平均流速值依次为0．194、0．178、0．170及0．147m／s；壁面切应力分别为8．466、7．327、7．003及5．744Pa。流速-孔率曲线和壁面切应力-孔率曲线均未显示出速度和壁面切应力随孔率减小趋于平缓的趋势。支架的孔率对窄颈及宽颈动脉瘤瘤颈远侧壁及瘤顶部的压力均无明显影响。结论支架的孔率是影响动脉瘤内血流流场的一个重要参数，随着孔率的降低，动脉瘤内血流速度及壁面切应力相应降低；孔率对动脉瘤内压力没有影响。 展开更多

关键词 颅内动脉瘤 血流动力学 计算机模拟 支架 孔率

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一种自动流量平衡阀的数值分析及实验研究 被引量：15

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作者 沈新荣 陆冰 +1 位作者 李江莉 李增珍 《液压与气动》 北大核心 2006年第1期56-58,共3页

针对设计的一种自动流量平衡阀模型,进行了三维数值模拟和实验研究。数值分析采用BNGk-ε三维湍流模型和非结构化网格SI MPLE计算方法,对不同阀芯位置时进行三维流动的数值计算,获得了平衡阀流量压差特性关系。实验研究在自行建造的具... 针对设计的一种自动流量平衡阀模型,进行了三维数值模拟和实验研究。数值分析采用BNGk-ε三维湍流模型和非结构化网格SI MPLE计算方法,对不同阀芯位置时进行三维流动的数值计算,获得了平衡阀流量压差特性关系。实验研究在自行建造的具有高精度数据采样功能的实验台中进行,得到了不同压差下的流量特性。计算和实验对比结果表明,三维CFD数值模拟设计平衡阀的方法完全可行,且控制精度很高。 展开更多

关键词 水力平衡 自动流量平衡阎 数值分析 实验研究

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一种线性调节阀的数值模拟和实验研究 被引量：10

5

作者 沈新荣 章威军 +1 位作者 黎焱 朱文斌 《液压与气动》 北大核心 2007年第10期54-56,共3页

针对一种安装配流板的新型调节蝶阀产品模型,采用RNGK-ε三维湍流模型和非结构化网格的SIMPLE方法,对调节阀门在各个开度下的内流进行了详细的数值模拟。通过对CFD计算结果进行人工优化选型后,在专门搭建的配有高精度传感器的实验装置... 针对一种安装配流板的新型调节蝶阀产品模型,采用RNGK-ε三维湍流模型和非结构化网格的SIMPLE方法,对调节阀门在各个开度下的内流进行了详细的数值模拟。通过对CFD计算结果进行人工优化选型后,在专门搭建的配有高精度传感器的实验装置上对阀门实物模型进行了实验研究,计算和实验研究结果表明,利用CFD对阀门模型的数值结果是可行的,所开发的安装配流板的调节蝶阀具有线性流量的调节特性。 展开更多

关键词 调节阀 CFD 数值模拟 实验测试 线性特性

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一种新型电动蝶阀调节特性的数值计算及实验研究 被引量：10

6

作者 沈新荣 李江莉 +1 位作者 李增珍 陆冰 《液压与气动》 北大核心 2006年第5期47-49,共3页

针对作者自行开发的一类安装配流板的新型电动蝶阀模型,进行了三维数值模拟和实验研究。数值分析采用RNGκ-ε模型和非结构化网格SIMPLE计算方法,对不同开度下电动蝶阀的三维湍流流动进行了数值计算。实验研究在自行建造的具有高精度数... 针对作者自行开发的一类安装配流板的新型电动蝶阀模型,进行了三维数值模拟和实验研究。数值分析采用RNGκ-ε模型和非结构化网格SIMPLE计算方法,对不同开度下电动蝶阀的三维湍流流动进行了数值计算。实验研究在自行建造的具有高精度数据采样功能的调节阀专门实验台中进行。计算和实验所获得的阀门相对KVS值与蝶阀开度特性曲线的对比结果表明,采用三维CFD进行新蝶阀模型设计开发的技术完全可行。 展开更多

关键词 能量交换 流动控制 阀门调节特性 数值计算 实验研究

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一种流线型孔板流量计的研究 被引量：8

7

作者 徐炜芳 沈新荣 +3 位作者 潘康 朱文斌 章威军 黎焱 《液压与气动》 北大核心 2008年第2期34-36,共3页

该文阐述了一种新型流线型孔板流量计的研究与开发,并对所设计的孔板流量计进行了三维CFD数值模拟与实验研究。研究结果表明,新型的孔板流量计压力损失小,量程比宽、安装方便,有很强的工程应用价值。

关键词 差压式流量计 孔板 流出系数 数值模拟 实验研究

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新型恒流量控制阀的数值分析与实验研究 被引量：1

8

作者 沈新荣 林雄伟 徐炜芳 《液压与气动》 北大核心 2008年第4期63-65,共3页

该文采用RNGk-ε湍流模型和非结构化网格的SIMPLE计算方法,对自行设计的一种机械自力式恒流量控制阀模型进行了三维流动的数值分析;同时还制作了几个特定翼板角度的产品模型,并对其进行了实验研究,其结果与数值分析吻合较好。对比结果表... 该文采用RNGk-ε湍流模型和非结构化网格的SIMPLE计算方法,对自行设计的一种机械自力式恒流量控制阀模型进行了三维流动的数值分析;同时还制作了几个特定翼板角度的产品模型,并对其进行了实验研究,其结果与数值分析吻合较好。对比结果表明CFD技术在控制阀产品的研发与优化分析方面是可行有效的;恒流量控制阀产品具有流量控制精度高、机械结构简单等优点,可直接应用于工程实践中。 展开更多

关键词 恒流量控制阀 计算流体力学 CFD 数值分析 实验研究

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双圆柱绕流诱发振动的数值模拟(Part I横向振动) 被引量：9

9

作者 陈文曲 任安禄 邓见 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2005年第4期442-448,共7页

采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法数值模拟圆柱在尾流中的流体诱发振动特性。重点分析了圆柱的动力学响应特性,包括升阻力、位移振幅、拍和锁定等现象;另外也详细分析了圆柱的尾涡结构。研究结果表明,在串列下,大质量比时,圆柱的振动会... 采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法数值模拟圆柱在尾流中的流体诱发振动特性。重点分析了圆柱的动力学响应特性,包括升阻力、位移振幅、拍和锁定等现象;另外也详细分析了圆柱的尾涡结构。研究结果表明,在串列下,大质量比时,圆柱的振动会受到抑制,小质量比时,圆柱的振动则会被放大;较之孤立柱的情形,圆柱共振发生在低于且接近于1.0的频率比带内且不易随质量比的变化发生偏移;小质量比下圆柱振幅及共振带都要比大质量比下的大得多;不同频率比和间距比下,圆柱的动力学特性存在明显的差异,相应的涡脱落模态呈现出2P、P+S和2S模态甚至是2P+S模态,各种模态之间互相竞争促进流固耦合的不断变化发展,导致涡间距和涡街宽度的变化。 展开更多

关键词 双圆柱绕流 ALE 流体诱发振动 动力学响应特性 涡模态

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串列布置双转子海流机水动力性能预测 被引量：7

10

作者 辛小鹏 邵雪明 +1 位作者 邓见 李伟 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1227-1231,共5页

为了预测串列布置双转子海流机(MCT)的水动力性能,采用大涡模拟(LES)和Spalart-Allmaras(SA)单方程湍流模型对单转子海流机在设计工况下的流场进行模拟,分析单转子海流机的水动力性能,与实验结果进行对比验证.结果表明,LES大涡模拟和SA... 为了预测串列布置双转子海流机(MCT)的水动力性能,采用大涡模拟(LES)和Spalart-Allmaras(SA)单方程湍流模型对单转子海流机在设计工况下的流场进行模拟,分析单转子海流机的水动力性能,与实验结果进行对比验证.结果表明,LES大涡模拟和SA模型都能较好地预测海流机的水动力性能.采用LES方法研究串列布置双转子海流机的水动力性能,获得转子间距对海流机性能的影响规律.结果表明,对于该海流机,在5倍叶轮直径的间距内,处于下游海流机的性能受到较大影响,要保证串列布置的双转子海流机的输出性能,间距须达到30倍的叶轮直径. 展开更多

关键词 海流机 水动力性能 双转子 大涡模拟

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基于非线性湍流模型的多翼离心风机内部流场三维数值模拟及性能预测 被引量：17

11

作者 李亮 王瑞 金晗辉 《流体机械》 CSCD 北大核心 2012年第10期41-45,共5页

采用三维时均Navier-Stokes方程,在显式代数雷诺应力湍流模型(EASM)的基础上,通过引入扩展内禀平均旋转张量,建立了多翼离心风机数值模拟方法。基于数值模拟结果的性能预测和实验结果吻合良好,证实了所采用的计算模型和数值方法的可行... 采用三维时均Navier-Stokes方程,在显式代数雷诺应力湍流模型(EASM)的基础上,通过引入扩展内禀平均旋转张量,建立了多翼离心风机数值模拟方法。基于数值模拟结果的性能预测和实验结果吻合良好,证实了所采用的计算模型和数值方法的可行性。通过数值模拟,分析了叶轮流道内速度场和压力场的分布,数值模拟结果表明叶轮流道呈现非常复杂的三维特性,在叶轮前盘存在二次涡流,吸力面则存在流动分离,并发现低能量的流体聚集在前盘区域,并分析比较了不同流量下流道中分离流动的情况。 展开更多

关键词 CFD 多翼离心风机 非线性湍流模型

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基于纸浆泵流场数值模拟的叶轮设计准则及其应用 被引量：8

12

作者 张启华 李月仙 +1 位作者 林建忠 王灿星 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2011年第2期185-189,共5页

采用纤维-流动耦合模型及求解方法,对纸浆泵叶轮流道内的悬浮流动进行了数值模拟.结果表明,在进口附近,纤维取向变化剧烈,在靠近凹壁面附近,纤维取向摆动显著,而沿中间流线及凸壁面流线,纤维取向变化相对比较稳定;在进口靠近凹壁面附近... 采用纤维-流动耦合模型及求解方法,对纸浆泵叶轮流道内的悬浮流动进行了数值模拟.结果表明,在进口附近,纤维取向变化剧烈,在靠近凹壁面附近,纤维取向摆动显著,而沿中间流线及凸壁面流线,纤维取向变化相对比较稳定;在进口靠近凹壁面附近,附加应力比较显著,而在流道中间及下游区域,附加应力分布变得平均.将结论推广至纸浆泵叶轮设计中,得出了4个设计准则,即叶片前1/3长度上的大曲率半径准则、流道扩张角准则、大包角准则和叶片出口角准则.以准则筛选法为基础,纳入上述4个准则,建立了纸浆泵叶轮的设计系统.通过系统设计了一台样机,经检测效率在原设计基础上提高了6%,比纸浆泵行业标准提高了3%. 展开更多

关键词 纸浆泵 纤维悬浮流 纤维-流动耦合 水力设计 数值模拟

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旋转直扩张通道中柱状物的取向数值模拟 被引量：1

13

作者 张启华 李月仙 林建忠 《排灌机械工程学报》 EI 2010年第5期422-427,共6页

为了获得柱状物的轨迹和取向演变过程,对旋转直扩张通道中的柱状物悬浮流进行了数值模拟.采用Laplace方程生成通道的数值网格,使用有限体积法求解流场,然后采用Runge-Kutta法沿轨迹积分Jeffery方程来获得柱状物的取向演变.通过求解概率... 为了获得柱状物的轨迹和取向演变过程,对旋转直扩张通道中的柱状物悬浮流进行了数值模拟.采用Laplace方程生成通道的数值网格,使用有限体积法求解流场,然后采用Runge-Kutta法沿轨迹积分Jeffery方程来获得柱状物的取向演变.通过求解概率分布函数获得柱状物稳态取向分布.结果表明,流场的进口速度和柱状物所处的进口位置对于柱状物的取向演变具有重要影响,而通道的旋转速度和柱状物的初始取向对于柱状物的取向演变影响不大.当柱状物的长径比大于5时,取向分布对于长径比的变化不敏感;小于5时,长径比越小,柱状物旋转的速度越快,并且出现指向围绕流动方向振荡的情况越频繁.柱状物的取向总体上朝着流线方向,在壁面附近这一现象更为明显.结论对于含柱状物悬浮流泵送过程的研究具有参考价值. 展开更多

关键词 柱状物悬浮流 旋转 扩张通道 取向 数值模拟

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集合数据同化方法的发展与应用概述 被引量：10

14

作者 张学峰 黄大吉 +1 位作者 章本照 童元正 《海洋学研究》 北大核心 2007年第1期88-94,共7页

集合数据同化方法具有简洁概念化的公式和应用起来相对容易等优点,因此,它们获得了普及性的应用;近10年来集合数据同化方法已经得到了快速的发展。综述了包括集合卡尔曼滤波(EnKF,Ensemble Kalman Filter)、集合卡尔曼平滑(EnKS,Ensembl... 集合数据同化方法具有简洁概念化的公式和应用起来相对容易等优点,因此,它们获得了普及性的应用;近10年来集合数据同化方法已经得到了快速的发展。综述了包括集合卡尔曼滤波(EnKF,Ensemble Kalman Filter)、集合卡尔曼平滑(EnKS,Ensemble Kalman Smoother)、集合方均根滤波(EnSRF,Ensemble Square-Root Filter)和减秩卡尔曼滤波(SEEK,Singular Evolutive Extended Kalman Filter)等集合数据同化方法的研究进展状况。通过与其它数据同化方法的对比,总结出了这些方法的特点,探讨了我国在集合数据同化方法研究中存在的问题并展望了该方法的研究和应用前景。 展开更多

关键词 数据同化 集合数据同化 ENKF EnKS EnSRF SEEK

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三维气固圆柱绕流颗粒扩散的直接数值模拟 被引量：6

15

作者 陈懿 樊建人 +1 位作者 任安禄 岑可法 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期484-488,共5页

为了考察颗粒在圆柱尾流中扩散的运动机理,对气固两相圆柱尾迹流动进行了高精度紧致差分方法的三维直接数值模拟.在对气相流场进行高精度模拟的基础上,采用了Lagrangrian方法来追踪颗粒场的运动.比较了不同颗粒Stokes数为0.01、1、10和... 为了考察颗粒在圆柱尾流中扩散的运动机理,对气固两相圆柱尾迹流动进行了高精度紧致差分方法的三维直接数值模拟.在对气相流场进行高精度模拟的基础上,采用了Lagrangrian方法来追踪颗粒场的运动.比较了不同颗粒Stokes数为0.01、1、10和不同Reynolds数为180和200下颗粒的扩散函数,考察了三维圆柱尾迹流流场中气相场的运动对颗粒相扩散的影响.模拟结果表明:当气相流场由二维特性向三维特性转变时,由于受到气流场展向涡的影响,颗粒的展向扩散函数有相当程度的增大.颗粒在横向上扩散函数随着粒径的增大而增大,而在展向上颗粒扩散函数则随着粒径的增大而减小. 展开更多

关键词 气固两相 直接数值模拟 圆柱绕流 颗粒扩散 高精度紧致差分方法

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琉球群岛附近海域声场分析 被引量：5

16

作者 代民果 黄大吉 章本照 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期45-50,共6页

利用美国海军的GDEM(generalizeddigitalenvironmentalmodel)数据对琉球群岛附近海域声场进行了研究,分析了该海域声速最小值分布及其对应深度的分布规律;研究了横跨和穿越宫古水道两个断面上上述声场特征的变化,结果表明杭州湾以北的... 利用美国海军的GDEM(generalizeddigitalenvironmentalmodel)数据对琉球群岛附近海域声场进行了研究,分析了该海域声速最小值分布及其对应深度的分布规律;研究了横跨和穿越宫古水道两个断面上上述声场特征的变化,结果表明杭州湾以北的沿岸约30m地形等深线内,冬、春、秋季声速最小值出现在海面,并且有较为稳定的表面声道;夏季闽浙沿岸约30m地形等深线内,声速最小值出现在海面.奄美群岛、冲绳岛东侧130km范围内有很强的海水混合,上升流很明显,导致声速最小值出现的深度在冬夏比在春秋的深400m. 展开更多

关键词 琉球群岛 声速剖面 声道轴 声道 表面声道

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