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绕水翼加速流空化特性数值模拟

农业机械学报 2016年第4期47卷 1-7页

作者：施卫东张俊杰张德胜赵睿杰张琳江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心镇江212013

为了解翼型加速流动过程中空化特性,采用分离涡湍流模型(Detached eddy simulation,DES)和均相流空化模型对攻角为5.8°的NACA66(mod)水翼进行数值模拟,分析了空化数为0.99、对应雷诺数为8×105时绕二维水翼的非定常流动。通过模拟2种... 详细信息

为了解翼型加速流动过程中空化特性,采用分离涡湍流模型(Detached eddy simulation,DES)和均相流空化模型对攻角为5.8°的NACA66(mod)水翼进行数值模拟,分析了空化数为0.99、对应雷诺数为8×105时绕二维水翼的非定常流动。通过模拟2种不同加速度(5 m/s2和2.5 m/s2)情况下空化演变过程和流场结构变化特征,得出了加速过程特有的变化规律:不同加速流下空泡都先在翼型的前缘产生,经过一段时间发展壮大,在翼型尾翼处分离,前缘处空泡减少,尾翼处空泡增加并向后衍生,直至破裂。空化产生于总加速时间的0.6倍左右,在总加速时间的1.12倍左右结束第一个周期。加速度越小,升力系数振荡范围越小,阻力系数振荡范围越大,空化发展过程越缓慢。

关键词：水力机械水翼空化加速流分离涡模型

错位六弯叶桨搅拌假塑性流体流场宏观不稳定性数值模拟

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化工学报 2018年第5期69卷 1999-2006页

作者：栾德玉魏星陈一鸣青岛科技大学机电工程学院山东青岛266061

采用分离涡模型,对错位六弯叶(6PBT)搅拌槽内流场结构和宏观不稳定性(MI)进行了数值模拟。工作介质分别选用去离子水和不同质量分数的黄原胶水溶液,并将水的速度场分布与PIV实验结果进行了比较。通过采集监测点的速度时间序列,结合MATLA... 详细信息

采用分离涡模型,对错位六弯叶(6PBT)搅拌槽内流场结构和宏观不稳定性(MI)进行了数值模拟。工作介质分别选用去离子水和不同质量分数的黄原胶水溶液,并将水的速度场分布与PIV实验结果进行了比较。通过采集监测点的速度时间序列,结合MATLAB软件编程,计算得到流场宏观不稳定频率的变化。结果表明:流场结构和速度矢量的计算值与PIV实验数据吻合较好,分离涡模型的计算结果可靠;提高转速,槽内假塑性流体MI频率峰值增大,脉动强度提高,当转速达到225 r·min-1时,MI频率特征消失,频谱图呈现谱带现象,意味着流场进入混沌;流体的流变性对MI没有影响,MI现象是流体流动的共有特征。

关键词：错位六弯叶搅拌器假塑性流体宏观不稳定性分离涡模型

单桨、导管桨和泵喷推进器的水动力性能和流场对比研究

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中国造船 2022年第2期63卷 52-65页

作者：秦登辉黄桥高潘光韩鹏李福正西北工业大学航海学院西安710072 无人水下运载技术工信部重点实验室西安710072

单桨、导管桨和泵喷推进器是水下航行器常用的3种典型推进器。论文在某型前置定子式泵喷推进器模型的基础上建立了2种新的模型,分别为只包含转子的单桨模型和包含转子、导管的导管桨模型。基于分离涡模拟方法,对这3种模型的水动力性能... 详细信息

单桨、导管桨和泵喷推进器是水下航行器常用的3种典型推进器。论文在某型前置定子式泵喷推进器模型的基础上建立了2种新的模型,分别为只包含转子的单桨模型和包含转子、导管的导管桨模型。基于分离涡模拟方法,对这3种模型的水动力性能、流场进行了对比研究。结果表明,相对于单桨和导管桨,泵喷推进器的水动力性能有明显提高。此外,前置定子对转子叶片上的非定常载荷有较大的影响,改变了其幅值和频率特性,而导管对转子叶片上的非定常载荷影响较小。单桨和导管桨转子叶片上激振力的特征频率是转子的通过频率,而泵喷推进器转子叶片上激振力的特征频率是定子的通过频率。论文的结论对水下航行器的推进器选型和水动力性能研究有一定的工程指导意义。

关键词：分离涡模型泵喷推进器单桨导管桨非定常载荷

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离心泵流量突增过程瞬态流动研究

工程热物理学报 2010年第3期31卷 419-422页

作者：武鹏吴大转李志峰王乐勤浙江大学化工机械研究所浙江杭州310027

为研究离心泵流量突增过程所表现的外部瞬态水力特性及其内部流动机理,对离心泵在管路阀门突然开启条件下的特性进行数值模拟和实验研究。测试了不同稳定流量下的离心泵外特性和内流场,验证了稳态工况下的仿真结果。在稳态实验与仿真的... 详细信息

为研究离心泵流量突增过程所表现的外部瞬态水力特性及其内部流动机理,对离心泵在管路阀门突然开启条件下的特性进行数值模拟和实验研究。测试了不同稳定流量下的离心泵外特性和内流场,验证了稳态工况下的仿真结果。在稳态实验与仿真的基础上,利用分离涡模型(DES)对离心泵流量突增过程的流场进行了数值模拟研究。结果表明,流量突增的瞬态过程的流量-扬程曲线明显偏离稳态值,其主要原因是流量变化引起的流体加速效应及泵内的旋涡结构的不断演化。

关键词：离心泵流量突增分离涡模型数值模拟

聚并元件结构和来流颗粒粒径对细颗粒物湍流聚并的影响

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环境工程学报 2021年第1期15卷 253-261页

作者：王国昌刘玺璞米建春北京大学工学院北京100871 西安热工研究院有限公司西安710054

湍流聚并技术是去除燃煤烟气细颗粒物的有效手段之一。为了弄清聚并器结构和烟气颗粒特征对烟气湍流聚并的影响,采用数值模拟方法,考察了3种聚并元件结构(分别为一般圆柱体、带方翼圆柱体和V型钝体)和3种烟气颗粒粒径分布模式(分别为大... 详细信息

湍流聚并技术是去除燃煤烟气细颗粒物的有效手段之一。为了弄清聚并器结构和烟气颗粒特征对烟气湍流聚并的影响,采用数值模拟方法,考察了3种聚并元件结构(分别为一般圆柱体、带方翼圆柱体和V型钝体)和3种烟气颗粒粒径分布模式(分别为大小颗粒混杂、纯大颗粒和纯小颗粒)下的聚并效果。结果表明:方翼结构和V型钝体结构均能提升流场的涡量和湍动能耗散率,从而促进颗粒碰撞和聚并发生;与方翼结构相比,V型钝体结构的压降损失更小,聚并效果更好;细颗粒物的消除主要发生在聚并元件尾部生成涡的区域内,而在下游区域则较少发生碰撞和聚并;当来流中既有大颗粒又有小颗粒时,大、小颗粒之间的碰撞明显加强,聚并效果提升。以上研究结果可为聚并器的设计提供理论依据,并为湍流聚并技术在锅炉烟气细颗粒物去除中的应用提供参考。

关键词：细颗粒物湍流聚并元件结构来流颗粒粒径分离涡模型离散群方法

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孔板流量计瞬时孔流系数的数值预测

排灌机械工程学报 2011年第4期29卷 328-332页

作者：李志峰武鹏吴大转戴维平王乐勤浙江大学化工机械研究所浙江杭州310027 高压过程装备与安全教育部工程研究中心浙江杭州310027

为了研究孔板流量计在测量流量快速变化时的特性,以孔板流量计瞬时孔流系数C为研究对象,采用计算流体动力学(CFD)方法,基于Realizable分离涡模拟(DES)描述瞬时湍流流动,模拟研究了流量直线加速过程瞬时C和内流场随时间的演变结果.为了... 详细信息

为了研究孔板流量计在测量流量快速变化时的特性,以孔板流量计瞬时孔流系数C为研究对象,采用计算流体动力学(CFD)方法,基于Realizable分离涡模拟(DES)描述瞬时湍流流动,模拟研究了流量直线加速过程瞬时C和内流场随时间的演变结果.为了对比分析,将加速过程离散为不同流量下的稳态点,采用Realizable k-ε模拟各个稳态点的孔流系数和流场结构.稳态孔流系数C0的模拟结果与ISO试验回归曲线相比,误差在3%以内.将加速过程和稳态假设下模拟的孔流系数结果进行对比,结果表明:加速过程瞬时C从0逐渐增加至稳定值,而稳态C0基本保持在0.6附近.进一步将孔流系数与内流场和压力场分布的演化结合起来分析,得出以下结论:加速流动的漩涡滞后于稳定状态,加速前期压能没有在短距离内全部转换为动能,是导致C与C0产生偏差的内流原因.研究内容可为瞬时流量的测量提供参考基础.

关键词：孔板流量计流体加速瞬时孔流系数数值模拟分离涡模型

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动静叶栅内固液两相过渡过程的数值研究

排灌机械工程学报 2015年第2期33卷 111-115页

作者：韩伟岳婷李仁年金毅蒋雷胡鹏林兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050

为了研究过渡过程动静叶栅内固液两相流的瞬态流动特性,以导叶式离心泵为研究对象,进行几何建模及结构化网格划分,借助Fluent软件,基于Mixture多相流模型、分离涡湍流模型及用户自定义函数,对其全流道进行三维瞬态数值模拟计算.对过渡... 详细信息

为了研究过渡过程动静叶栅内固液两相流的瞬态流动特性,以导叶式离心泵为研究对象,进行几何建模及结构化网格划分,借助Fluent软件,基于Mixture多相流模型、分离涡湍流模型及用户自定义函数,对其全流道进行三维瞬态数值模拟计算.对过渡过程动静叶栅内瞬态流动进行分析,结果表明:过渡过程中,位于动叶进口背面的低压区范围扩大,位于动叶工作面靠近轮缘处的高压区范围缩小;随着时间增加,动叶栅流道内的涡持续产生、合并,并在静叶栅内破碎、耗散,且流量增大,使得动叶进口处的流动滞止,导致动叶进口逐渐产生旋涡;流量未增大到设计流量之前,固相容易沉积在静叶栅出口;在流量瞬态增加到设计流量时,动叶栅子午面中间流线上的固相体积分数总体变小且趋于均匀分布.

关键词：动静叶栅固液两相流过渡过程分离涡模型

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DES模型在类车体外流场计算中的对比研究

汽车工程 2008年第9期30卷 796-799,815页

作者：朱晖杨志刚同济大学上海地面交通工具风洞中心上海201804

采用3种DES模型,对25°倾角的类车体进行非稳态数值计算。通过与测量图谱和实验数据进行比较,在验证计算有效性和准确性的同时,比较了3种DES模型各自的特点,并得到相应结论。

关键词：分离涡模型类车体计算流体力学

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中低比转速混流式水轮机空化与水力振动分析

水电能源科学 2014年第8期32卷 145-147,126页

作者：唐巍张昌兵李雷四川大学水利水电学院四川成都610065

针对中低比转速水轮机空化、振动问题比较突出的现象,以大桥电站水轮机为例,采用分离涡模型(DES)对其进行了三维CFD计算,得到了活动导叶、转轮和尾水管内的压力分布、速度分布及压力脉动特性。结果表明,转轮空化发生在叶片出水边靠近下... 详细信息

针对中低比转速水轮机空化、振动问题比较突出的现象,以大桥电站水轮机为例,采用分离涡模型(DES)对其进行了三维CFD计算,得到了活动导叶、转轮和尾水管内的压力分布、速度分布及压力脉动特性。结果表明,转轮空化发生在叶片出水边靠近下环的区域,与实际情况相符;机组在高水头、大开度工况下,振动更突出,振动频率为机组旋转频率的整数倍,表明振动主要由转轮造成,而非尾水管涡带引起的。

关键词：混流式水轮机比转速分离涡模型水力振动空化