王复峰
- 作品数：16 被引量：60H指数：5
- 供职机构：北京理工大学机械与车辆学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金北京市自然科学基金更多>>
- 相关领域：水利工程理学建筑科学更多>>
- 绕三维水翼非定常空化流动结构的数值与实验研究被引量：7
- 2012年
- 为了说明非定常空化的流动机理,该文采用数值与实验相结合的方法对绕三维水翼片状和云状空化流动结构进行了研究。实验在高速水洞中进行,采用高速录像技术观测了片状和云状空化阶段的空穴形态。数值计算基于均相流模型,汽液混合区域密度由质量传输方程调节。利用商业软件二次开发技术引入准确描述空化流场非定常特性的FBM湍流模型,进行绕三维水翼的数值模拟,获得了随时间变化的空穴形态、压力和速度分布等流场结构。与实验结果对比发现,数值计算结果与实验基本一致。在片状空化阶段,空穴稳定地附着在水翼表面,只有空穴尾部不断的有小空泡团沿着翼弦方向脱落。在云状空化阶段,清楚得描述了空穴的产生-发展-脱落-溃灭的准周期性变化,并准确地捕捉到空泡脱落时,附着在翼型前端的U型空穴和翼展方向不同强度的反向射流,脱落的空泡由翼型中前部旋涡状脱落。
- 时素果王国玉袁海涛王复峰
- 关键词：准周期
- 基于拉格朗日方法的非定常空化流动研究被引量：1
- 2015年
- 采用基于拉格朗日体系的有限时间李雅普诺夫指数、拉格朗日拟序结构和粒子追踪方法对绕水翼典型非定常云状空化流场进行研究。采用计算流体动力学方法获得空化流场数据数值,湍流模型采用经典大涡模拟方法,空化相变过程采用基于相间质量传输的Zwart模型进行处理。根据有限时间李雅普诺夫指数分布在空化核心区域定义了前缘拟序结构和尾缘拟序结构。在不同的空化发展阶段,两种拟序结构相互作用并呈现不同的分布规律,揭示不同空化发展阶段的典型流场结构。
- 赵宇王国玉黄彪吴钦王复峰
- 关键词：空化非定常
- 绕平头回转体空穴的发展及脱落特性研究被引量：2
- 2014年
- 综合数值计算及实验技术研究了绕平头回转体的空穴发展及脱落特性。采用流动显示技术观察了绕平头回转体的空穴在不同空化数下的发展及脱落历程,并利用局部时均化湍流模型(PANS)进行了数值计算。研究结果表明:绕平头回转体空穴的发展过程和空泡的脱落细节均随空化数的不同而呈现出明显的差异;空化数较大时,空穴发展及脱落没有准周期性,空化数越小,空穴的发展周期越长,脱落空泡的尺度越小;绕平头回转体的空泡准周期性脱落过程主要包括空穴断裂与空泡脱落两个过程;空穴断裂的位置大约位于距回转体肩部0.3D(D为回转体直径)处,由于反向射流的作用使空穴的断裂呈U型涡状;在一定的空化条件下,绕平头回转体的空化由于断裂和融合两个过程的存在,将使空穴在发展过程中呈现更加稳定性的特征。
- 胡常莉王国玉陈广豪王复峰赵静
- 关键词：流体力学
- 非均相流模型在绕回转体通气空化流动计算中的应用被引量：3
- 2016年
- 结合水洞实验,研究了非均相流模型在通气空化流场计算中的应用。分别采用均相和非均相流模型对绕带空化器回转体的通气空化流场进行了数值计算,并与实验结果进行了对比,结果表明:非均相流模型由于充分考虑到相间界面及其相互作用,较应用均相流模型,能够更准确地模拟绕带空化器回转体的通气空化流动的空泡形态和通气空化流场的非定常特性和空泡区域的速度分布,更好地捕捉到空化区域内反向射流运动的非定常过程。
- 王复峰王国玉尤天庆黄彪郭百森
- 关键词：回转体
- 绕平头回转体初生空化的实验与数值研究
- 2014年
- 综合应用实验与数值方法研究了绕平头回转体的初生空化。采用流动显示技术观察了绕平头回转体初生空穴的发展历程;数值计算采用一种RANS/LES的混合局部时均化湍流模型(PANS)。研究结果表明:初生空穴均发生在绕平头回转体的肩部分离旋涡区域,其形态呈和三维旋涡结构相关的纺锤状;伴随流场中旋涡运动,空穴自身也作着旋转运动且旋转轴即为纺锤状的长轴;绕平头回转体的初生空穴向下游运动的速度远小于主流速度。实验及数值结果均表明,从空化初生到溃灭的过程中,游离空穴随着主流向下游运动,在该研究中运动速度仅约为主流速度的10%-40%。
- 胡常莉王国玉陈广豪王复峰
- 关键词：初生空化
- 绕带空化器回转体空化流动特性的试验研究被引量：3
- 2013年
- 为推动超空泡在水下兵器减阻领域的应用,采用试验的方法研究了绕超空泡回转体的自然空化流场特性.试验中,采用高速全流场流动显示技术获得了不同空化数下绕回转体的空泡形态,并运用粒子图像测速技术(DPIV)测量了相应工况下流场的时均速度和涡量分布.结果表明:随着空化数的降低,绕回转体空化区域不断增大,不同空化数下的空化区均为低速高湍流脉动区域,该区域的速度远小于主流速度,但存在大的湍流脉动;云状空化阶段,涡量聚集区由头部向后延伸的涡带逐步转化为涡团分布,且区域明显扩大.
- 王复峰王国玉张敏弟高德明付细能
- 关键词：空化回转体
- 通气空化多相流动特性的实验与数值研究被引量：5
- 2016年
- 为了进一步分析通气空化多相流的特性,采用实验和数值模拟相结合的方法,对绕带空化器回转体的通气两相流动和通气三相流动的结构进行了对比分析。实验中采用高速全流场流动显示技术获得了通气空化多相流动的空泡形态;数值模拟中采用滤波器湍流模型(FBM)进行了数值计算,获得了空泡形态和流线分布,数值模拟获得的空泡形态与实验一致。结果表明,由于空化数的不同,在相同通气率下,绕回转体通气空化三相流动的空泡形态不同于通气两相流动;同时空泡的非定常行为也发生了大的变化。
- 王复峰王国玉黄彪王志英赵宇
- 关键词：回转体数值模拟
- 绕水翼非定常空化流场的实验研究被引量：9
- 2012年
- 为了研究绕水翼非定常空化流动的流场特性,以Clark-Y型水翼为研究对象,采用粒子成像测速系统(PIV)对不同空化阶段,绕水翼空化流场的形态结构、速度场和涡量场等流动特性进行了实验观测。实验结果表明:绕水翼空化流场在发展过程中,随着空化数的降低而呈现不同的阶段型特征,主要表现为:空化数决定了非定常流场结构,随着空化数的降低,空化区域逐渐扩大,并出现了大尺度空泡团脱落的非稳定脉动特性;并且,由于空化流场结构的改变,速度分布表现出明显的特性差异,低速高频脉动区域随着空化数的降低而逐渐扩大,该区域的范围基本上对应于空化区域;在空化的各个阶段,涡量主要集中在翼型中、后部的漩涡分离区域内。当处于云状空化阶段时,水汽混合相的频繁转换使得翼型尾缘处的空化漩涡结构逐渐显现,涡量聚集区由最初的涡带转化为大涡量团的分散分布,而且影响区域明显扩大。
- 黄彪王国玉王复峰剧冬梅高德明
- 关键词：流体力学水翼
- 基于代理模型方法的串列泵优化设计被引量：4
- 2016年
- 针对叶轮机械传统优化设计周期长、优化效率低等不足,提出了一种基于代理模型的优化设计方法,并应用于串列泵的优化设计,分析了关键设计参数对串列泵性能的影响。选择首、次级叶轮叶片安放角和相位角作为优化参数,选择效率和最小轴向截面平均压力系数作为优化设计目标函数,用来表示串列泵的外特性和空化特性。采用不同的方法建立代理模型,并采用敏感度分析方法和Pareto front方法进行参数影响分析和最优点的选取。采用数值计算的方法对优化后的串列泵外特性和空化特性进行验证,得到结论如下:提出的方法可以较好地应用于串列泵的优化设计,优化结果表明串列泵设计流量附近的效率和空化性能均得到提升。首、次级叶轮相位角对串列泵性能影响较小;首、次级叶轮叶片安放角对串列泵效率的敏感度之比和设计的载荷之比相同,首级叶轮叶片安放角是串列泵的空化特性的主要影响因素。
- 赵宇王国玉黄彪王复峰
- 关键词：轴流泵串列叶栅空化特性
- 带空化器回转体空化流场研究被引量：3
- 2015年
- 为深入研究绕带空化器回转体的空化流场结构,采用试验和数值模拟的方法对带不同尺度空化器回转体的空化流动进行了研究。运用高速全流场流动显示技术获得了不同空化数下绕回转体的空泡形态,运用粒子图像测速技术(DPIV)测量了相应工况下流场的时均速度和时均涡量分布。研究结果表明:空化器尺度对绕回转体空化流动有重要影响,对于自然空化,不同尺度空化器初生空化数不同,空化器越大越有利于空化的产生,并有利于空泡的发展;对于通气空化,在相同通气率下,绕小尺度空化器回转体产生的空泡长度大于绕大尺度空化器回转体的泡长,且绕小尺度空化器回转体容易达到稳定的超空泡状态。这是由于在大空化器后部流动分离明显,存在更加复杂的漩涡运动,从而不容易产生稳定的空泡。在相同通气率和傅汝德数下,绕带不同空化器的回转体形成的空泡形态不同,空泡的脱落方式和周期也不同。
- 王复峰王国玉张敏弟黄彪刘涛涛
- 关键词：回转体数值模拟
