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考虑固体颗粒的自由喷流噪声的数值研究

北京理工大学学报 2020年第8期40卷 826-834页

作者：荣吉利阿尼苏程修妍范博超北京理工大学宇航学院北京100081

研究固体颗粒对喷流流场和声场的影响.选取6种不同的湍流模型,对自由喷流进行稳态计算分析,对比发现RNG k-ε模型最适合用于稳态喷流数值模拟;采用LES模型计算喷流的非稳态结果,并结合FW-H方程进行了喷流声场分析,与试验数据进行对比,... 详细信息

研究固体颗粒对喷流流场和声场的影响.选取6种不同的湍流模型,对自由喷流进行稳态计算分析,对比发现RNG k-ε模型最适合用于稳态喷流数值模拟;采用LES模型计算喷流的非稳态结果,并结合FW-H方程进行了喷流声场分析,与试验数据进行对比,验证了数值模型的正确性;在此模型的基础上,添加固体颗粒研究其对自由喷流流场和声场的影响,仿真结果表明固体颗粒的存在减小了喷流流场的超音速段长度,显著提高了喷流温度;增大了喷流下游区域噪声,减小了中上游区域噪声.

关键词：自由喷流湍流模型喷流噪声固体颗粒

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小型高速离心风机气动噪声数值模拟方法研究

噪声与振动控制 2022年第3期42卷 49-55页

作者：戴乐乐李英斌尚文锦史宝鲁李文新韩旭航天工程大学研究生院北京101416 中国航天员科研训练中心人因工程国防科技重点实验室北京100094

针对载人航天飞行任务中环控生保系统对于空间噪声控制的要求,以某型号小型高速离心风机为研究对象,分析气动噪声产生机理,构建三维模型,运用ANSYS Fluent软件,采用RNGκ-ε模型、DES模型、LES模型进行瞬态数值仿真计算。对离心风机进... 详细信息

针对载人航天飞行任务中环控生保系统对于空间噪声控制的要求,以某型号小型高速离心风机为研究对象,分析气动噪声产生机理,构建三维模型,运用ANSYS Fluent软件,采用RNGκ-ε模型、DES模型、LES模型进行瞬态数值仿真计算。对离心风机进行噪声试验研究,根据离心风机在轨实际工况,得到不同含氧率下的气动噪声分布情况。研究结果表明:气动噪声的噪声源主要位于风机蜗壳及蜗舌处。LES模型与试验结果吻合最好。工作在纯氧下的离心风机比空气下噪声高约1.81%。文中所得结果可以用于载人航天上行风机设备的噪声仿真及地面试验,为小型高速离心风机降噪设计提供参考依据。

关键词：声学小型高速离心风机气动噪声声功率级大涡模拟湍流模型

自然循环下钠冷快堆中迷宫型节流件水力特性研究

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核科学与工程 2023年第5期43卷 979-988页

作者：周志伟曹锋陆道纲曹琼中国原子能科学研究院北京102413 华北电力大学非能动核能安全技术重点实验室北京102206

迷宫型节流件常被安装在钠冷池式快堆主容器冷却系统、泵冷却系统等流动旁路中,使得进入这些旁路的流量达到设计值,来有效冷却设备,保证快堆的安全。目前国内对自然循环条件下节流件的阻力特性研究较少,本文对迷宫节流件在自然循环和强... 详细信息

迷宫型节流件常被安装在钠冷池式快堆主容器冷却系统、泵冷却系统等流动旁路中,使得进入这些旁路的流量达到设计值,来有效冷却设备,保证快堆的安全。目前国内对自然循环条件下节流件的阻力特性研究较少,本文对迷宫节流件在自然循环和强制循环两种条件下进行了实验和数值研究。首先,实验采用恒定温度(84℃)的液态水作为工质,得到了两种循环条件下节流件的阻力系数;其次,对节流件进行数值模拟,将不同湍流模型、壁面法向网格间距下的数值模拟结果与实验结果进行了比较,验证了数值模拟的有效性;最后,通过比较不同湍流模型的计算结果和流场细节,得出适合于两种条件下迷宫式节流件数值模拟的湍流模型,并发现回流漩涡是节流件的主要耗能方式,两种条件下模拟结果的差异主要集中在二次回流区域大小的不同,自然循环下回流区域明显大于强制循环,且收缩速度较慢。

关键词：迷宫型节流件水力特性湍流模型数值模拟

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15MW级大型漂浮式风力机运动特性

船舶工程 2022年第2期44卷 9-17,88页

作者：徐添张庆年田依农刘恒序唐继静武汉理工大学交通与物流工程学院武汉430070 哈尔滨工程大学机电工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工程大学船舶工程学院哈尔滨150001 黑龙江水运规划设计院哈尔滨150001

为了研究不同湍流模型、湍流度及不同风速作用下漂浮式风力机(FOWT)基础的运动特性,以国际能源署(IEA)公开的15MW级大型半潜式浮式风机为研究对象,采用OPENFAST软件对浮式风机进行全耦合时域仿真模拟,对平台的纵荡、纵摇和垂荡运动特性... 详细信息

为了研究不同湍流模型、湍流度及不同风速作用下漂浮式风力机(FOWT)基础的运动特性,以国际能源署(IEA)公开的15MW级大型半潜式浮式风机为研究对象,采用OPENFAST软件对浮式风机进行全耦合时域仿真模拟,对平台的纵荡、纵摇和垂荡运动特性进行研究分析。研究发现:在正常湍流作用下,风速高于额定条件时,平台在压载水主动调节作用下使得纵荡更加稳定,但伴随着风速增大,其对平台纵摇和艏摇的影响越剧烈;在极端湍流作用下,风速低于额定条件时,风机运行效率低,而在高于额定条件时,艏摇运动幅值增大,纵摇和垂荡运动表现得更加稳定。

关键词：半潜式浮式基础漂浮式风力机湍流模型湍流度

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基于Liutex的数据驱动湍流模型修正

航空学报 2023年

作者：龙家俊刘陈飘秦飞张加乐徐圣冠高宜胜南京工业大学机械与动力工程学院厦门大学航空航天学院南京航空航天大学航空宇航学院

现有广泛应用的湍流模型对于大分离流动问题的计算结果往往与实验结果存在着较大偏差，这主要是由于大分离流动中存在的强逆压梯度导致湍流模型的基本假设不再成立。为了提高大分离流动问题的计算精度，需要对湍流模型进行修正。采用流... 详细信息

现有广泛应用的湍流模型对于大分离流动问题的计算结果往往与实验结果存在着较大偏差，这主要是由于大分离流动中存在的强逆压梯度导致湍流模型的基本假设不再成立。为了提高大分离流动问题的计算精度，需要对湍流模型进行修正。采用流场反演和数据驱动相结合的方法，提出了基于Liutex的Spalart-Allmaras(S-A)一方程模型生成项的神经网络修正方法。首先采用基于离散伴随的流场反演获得S-A一方程模型生成项的修正系数；由机器学习特征选择方法表明Liutex对于S-A一方程模型生成项修正系数具有最高的相关性，适合作为神经网络输入；再将Liutex等变量作为输入构造神经网络近似S-A模型生成项修正系数，建立生成项修正系数的神经网络结构，通过S809和S814翼型分离流动结果验证了该修正方法能够有效改善大分离流动的计算精度。

关键词：湍流模型流场反演神经网络分离流动 Liutex方法

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湍流模型对梯形翼高升力构型的影响

空气动力学学报 2013年第1期31卷 52-55页

作者：王运涛洪俊武孟德虹中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室四川绵阳621000

采用"亚跨超CFD软件平台"(TRIP)数值模拟了梯形翼全展长高升力构型,主要目的是考察湍流模型对高升力构型气动特性的影响。相应的风洞试验是1998年在NASA Ames 12英尺增压风洞中完成的。本文采用一方程和两方程湍流模型,数值模拟了全展... 详细信息

采用"亚跨超CFD软件平台"(TRIP)数值模拟了梯形翼全展长高升力构型,主要目的是考察湍流模型对高升力构型气动特性的影响。相应的风洞试验是1998年在NASA Ames 12英尺增压风洞中完成的。本文采用一方程和两方程湍流模型,数值模拟了全展长高升力构型的气动特性并给出了典型站位的压力分布。研究表明,与修正后的试验数据相比较,在定常可收敛的迎角范围内,两种湍流模型得到的气动力系数和压力分布与试验结果吻合较好,SA一方程湍流模型的计算结果更接近试验值;迎角大于19.19°后,襟翼后缘的较大范围分离是导致采用SST模型不能得到收敛的气动特性的主要原因。

关键词： TRIP 梯形翼湍流模型气动特性压力分布

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船型阻力寻优时的数值模拟技术研究

中国造船 2019年第3期60卷 150-158页

作者：杨帆任海奎陈伟民董国祥上海船舶运输科学研究所航运技术与安全国家重点实验室

船模阻力性能数值预报是船型优化的重要基础之一,但目前对船模阻力性能数值预报的研究主要集中在其准确性方面。相比准确性,数值预报技术的线型辨识特性在船型优化过程中却显得格外重要,这将直接影响船型优化的趋势及最后结果的质量。... 详细信息

船模阻力性能数值预报是船型优化的重要基础之一,但目前对船模阻力性能数值预报的研究主要集中在其准确性方面。相比准确性,数值预报技术的线型辨识特性在船型优化过程中却显得格外重要,这将直接影响船型优化的趋势及最后结果的质量。以提高船模阻力性能数值预报技术对线型的辨识能力为主要目的,通过对网格策略、湍流模型等因素的研究以及开展相关的船模阻力试验,探索了影响线型辨识能力的主要因素。分析结果表明,影响线型分辨能力的因素主要是湍流模型和最外层网格高度。湍流模型对线型辨识能力的影响主要体现在对不同线型粘压阻力的辨识上。选用Realizablek-ε湍流模型配合文中的网格策略能增强船模阻力性能数值预报对线型的辨识能力。

关键词：船型优化湍流模型数值模拟

粗糙度对压气机叶型性能影响的数值模拟方法研究

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工程热物理学报 2021年第7期42卷 1712-1718页

作者：于贤君徐语航安广丰刘宝杰北京航空航天大学航空发动机研究院北京100191 北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 航空发动机气动热力重点实验室北京100191

表面粗糙度对压气机叶型性能有重要的影响,但如何利用数值模拟方法还原粗糙度对叶型性能的影响规律仍是当前需要解决的问题之一。本文通过精细地设置叶栅对比实验,单独改变叶中区域特定位置粗糙度大小,从而得到了粗糙度大小对叶型性能... 详细信息

表面粗糙度对压气机叶型性能有重要的影响,但如何利用数值模拟方法还原粗糙度对叶型性能的影响规律仍是当前需要解决的问题之一。本文通过精细地设置叶栅对比实验,单独改变叶中区域特定位置粗糙度大小,从而得到了粗糙度大小对叶型性能的影响规律。以此实验数据为依据,分别通过改变湍流模型、壁面第一层网格高度、进口湍流度、等效沙砾粗糙度等参数,利用CFX数值模拟软件对粗糙度大小对叶型性能的影响展开了数值研究。结果表明,当叶表较为粗糙时,叶表边界层的发展状态对叶型性能有较大影响,所以数值模拟时应启用转捩模型而非全湍流设置。壁面第一层网格的高度应参考计算所选取的粗糙度大小。此外,在数值模拟时进口湍流度的准确获取也很重要。

关键词：表面粗糙度叶型损失湍流模型湍流度

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空心气冷低压涡轮动叶气热耦合数值模拟

推进技术 2020年第6期41卷 1268-1275页

作者：曾军张维涛王鹏飞雷鸣郑振江中国航发四川燃气涡轮研究院四川成都610500 北京动力机械研究所北京100074

以空心气冷低压涡轮动叶为研究对象,采用高质量的流体域和固体域网格控制技术,带转捩模型的双方程SST湍流模型,开展了基于CFD方法的叶片气热耦合问题研究。获得了不同冷气流量比(分别为1.0%,1.38%,1.8%和2.2%)、温比(分别为2.1,2.25,2.3... 详细信息

以空心气冷低压涡轮动叶为研究对象,采用高质量的流体域和固体域网格控制技术,带转捩模型的双方程SST湍流模型,开展了基于CFD方法的叶片气热耦合问题研究。获得了不同冷气流量比(分别为1.0%,1.38%,1.8%和2.2%)、温比(分别为2.1,2.25,2.3,2.4和2.5)和压比(分别为1.4,1.6和1.8)对叶片换热特性的影响规律,设计状态中截面按弧长平均的叶片壁面金属温度计算值较试验值偏小0.3%,气热耦合计算的叶片壁面温度分布与试验结果吻合良好,验证了气热强耦合计算方法的精度,为涡轮叶片温度场分析提供了一种有效的方法。

关键词：涡轮动叶气热耦合湍流模型叶片换热特性数值模拟