国家自然科学基金(51176048)
- 作品数：14 被引量：26H指数：3
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- AUSM+格式在亚音、跨音和超音速流动数值模拟中的应用
- 2014年
- 在任意曲线坐标系下,采用有限体积法计算可压缩流动。利用AUSM+格式替换传统的Rhie-Chow动量插值方法,给出有限体积界面的速度和压力求解方式。为了适用于亚音速流动,通过预处理的方法给出了速度-压力耦合的表达式。算例考核结果表明,该算法在不可压流动到超音速的全范围内都有良好的适用性,而AUSM+格式的计算结果均优于Rhie-Chow动量插值方法。
- 季鑫龙赖焕新
- 关键词：可压缩流动
- 大曲率弯管中湍流的计算与模型考证被引量：3
- 2013年
- 一些文献在使用标准k-ε模型预测弯道湍流时缺乏网格无关性检查和湍流参数的比对。本文结合具有详细测量数据的弯道湍流算例,研究了标准k-ε模型结合壁面函数法在不同网格密度时的计算结果。检查表明排除网格依赖性以后,标准k-ε模型与壁面函数法的结合使用可以获得明显优于前人的计算结果,即使是在弯道的后半段,计算结果仍然与实验数据良好地吻合。同时采用当前预测复杂流动时较受欢迎和好评的SST k-ω模型作比对分析,考证两种模型对曲率影响的预测能力。结果表明,SST k-ω模型对于弯道后半段的主流速度和二次流速度预测值优于标准k-ε模型,但对湍流动能和脉动应力的预测结果则显示标准k-ε模型在数值上与实验值更为接近,优于SST k-ω模型的结果。
- 马坤杨金龙赖焕新
- 关键词：弯管湍流流动SST
- 五种低雷诺数κ-ε模型的考核被引量：2
- 2014年
- 低雷诺数k-ε模型适用于从湍流旺盛区到固体壁面的全范围,比标准k-ε模型的适用范围更宽。本文采用经典算例,对五种低雷诺数k-ε模型进行数值计算考核.计算结果表明在选取的算例中,NH模型的预测能力略优于其它模型;而标准k-ε模型则虽比大多数低雷诺数模型的计算量小,但对分离流动的预测能力较差。
- 袁世伟赖焕新
- 关键词：数值模拟
- 基于非结构网格的高精度投影法
- 2015年
- 本文提出了一种基于非结构同位网格的求解非定常不可压缩流动的高精度投影算法。采用单元中心非结构网格,利用动量插值方法实现同位网格上的压力速度耦合,对流项和扩散项的时间离散均采用C-N格式,空间离散则分别采用QUICK格式和中心差分。运用二维衰减涡流动、圆柱绕流和顶盖振荡驱动流等经典算例对算法进行了考核,结果表明本文算法与实验结果或经典数值解良好吻合,时间和空间均达到了二阶以上的收敛精度。
- 常怀见赖焕新
- 关键词：投影法非结构网格有限体积法
- 雷诺时均模拟的两种转捩模型比较被引量：2
- 2014年
- 对两种基于RANS方程的转捩模型进行分析讨论,这两个模型都只需采用局部变量计算,其中SST-γ-Reθt模型基于实验经验公式,层流动能模型基于转捩现象。两个模型都被耦合到RANS低雷诺数湍流模型中,并通过不同工况下T3系列平板的数值计算对模型进行评估。结果表明转捩模型较原湍流模型需要消耗更多计算资源;相对层流动能模型,SST-γ-Reθt模型对y+更为敏感,在无压力平板算例中两个模型能够较为准确地预测转捩,只有在湍流度增大时,SST-γ-Reθt模型预测的精度才会下降;在有压力梯度情况下,两个模型预测转捩起始点都较实验值延后,当来流雷诺数较大时层流动能模型预测的转捩长度较实验值偏小;从平板上不同位置(层流区、转捩区和湍流区)湍动能的分布情况能够看出SST-γ-Reθt模型只是在数值上模拟转捩过程,并不考虑转捩内在规律,层流动能模型预测结果与实验值较为吻合。
- 杨金龙赖焕新
- 关键词：RANS方程
- 幂律非牛顿流体流动的有限体积算法被引量：7
- 2013年
- 以幂律非牛顿流体为研究对象,针对其表观黏度随剪切速率变化且计算过程有别于牛顿流体的特殊困难,提出了一种高精度格式的有限体积计算方法。对其中应力计算时可能出现的"零障碍"和"无限大障碍"奇点问题,采用限定表观黏度数值变化范围的方法以防止迭代计算过程中出现除零和除无穷问题,并给出了完整的计算方法。计算了幂律流体在圆管和突扩圆管中的层流流动,验证了该计算方法的有效性。并分析了幂律流体的流动指数对圆管和突扩圆管中层流流动的影响。
- 袁世伟赖焕新
- 关键词：幂律流体有限体积法圆管
- 大曲率弯道中拟塑性流体的湍流数值计算研究被引量：2
- 2016年
- 本文采用一种耦合流体流变性的修正的低雷诺数k-ε模型,结合前期建立的适用于拟塑性非牛顿流体的高精度算法,数值模拟研究了90°大曲率方截面弯道中拟塑性流体的湍流流动,并与实验数据进行比较。结果表明,主流速度的预测值与实验结果呈现出较为一致的分布趋势,表明了方法与模型的有效性。在弯道及其下游平直恢复段,拟塑性流体湍流的脉动动能最大值均出现在弯道的侧壁附近。而在弯道的下游恢复段,轴向和径向湍流脉动强度在从截面中心到弯管外壁的方向上分布呈现出先减小后增大的趋势。
- 马坤赖焕新
- 关键词：弯道湍流数值模拟
- 一种高速剪切搅拌器内流场的研究
- 2013年
- 本文采用PIV测量技术结合数值模拟方法,研究一种高速剪切搅拌器内的三维流场,着重对垂直搅拌与斜搅拌两种搅拌轴安装方式的流场进行稳态和非稳态的模拟。数值计算的平均流场与实验良好吻合,都显示了斜搅拌有利于减小搅拌罐内流动低速区。非稳态模拟的结果表明,搅拌头附近明显的射流作用、静子齿缝处湍动能的耗散和搅拌头附近较大的周向压力梯度,增强了搅拌器的分散作用。
- 杨金龙赖焕新于新海涂善东
- 关键词：搅拌器数值模拟
- 拟塑性流体三维流动的高精度有限体积算法被引量：2
- 2015年
- 以拟塑性流体为研究对象,针对剪切应力与剪切速率的非线性关系给数值计算带来的困难,提出了一种适用于拟塑性流体三维流动的高精度有限体积算法。采用幂律模型作为拟塑性流体的本构方程,通过给定非均匀的初始速度场和限定表观黏度数值变化的范围,消除了应力计算时可能出现的"零障碍"和"无穷大障碍"奇点问题。计算了长直方管和大曲率弯管中拟塑性流体的层流流动,验证该计算方法在幂律流体三维流动数值模拟中的可靠性。长直方管计算结果中给出了不同流动指数的摩擦因子系数和广义雷诺数之间的关系,与前人的实验数据和数值研究结果均吻合良好。
- 马坤赖焕新
- 关键词：有限体积法方管层流
- 微型高速泵内空化流动的数值分析被引量：3
- 2016年
- 以一台单级微型高速离心泵为研究对象,对其内部空化流动进行全流场数值模拟,分析了3种流动系数和不同空化数时该离心泵叶片流道内的空泡、静压以及相对速度分布规律。研究结果表明:空泡最先在叶片吸力侧前缘产生,该空泡区随着空化数的减小沿着叶片吸力侧向出口尾缘迁移和扩大,且呈非对称分布。在相同空化数下,随着流量系数的增加叶片流道内的空化区域变大;叶片吸力侧中间区域出现低速区并在叶片间流道内发展,同时,叶片尾缘处的高速区向叶轮内延伸,表明空泡造成叶轮内流道的堵塞,阻碍液体的流动;在叶片吸力面侧,空泡体积分数的最大值主要分布在叶片中间靠近轮毂的位置,而在压力面侧位于叶片前缘的机匣附近。初步建立了关于微型高速离心泵内空泡流动的一个较完整的认识。
- 李业强赖焕新
- 关键词：静压分布空化流动
