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基于重叠网格技术和vof模型的潜艇热尾流浮升扩散规律的数值与实验研究

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红外与激光工程 2019年第4期48卷 38-46页

作者：王平杜永成杨立金方圆海军工程大学动力工程学院湖北武汉430033 水下测控技术重点实验室辽宁大连116013

研究潜艇热尾流的浮升扩散规律和水面红外特征对红外探潜具有重要意义。以潜艇缩比模型为研究对象,建立了潜艇热尾流三维计算模型。分别使用重叠网格、vof(Volume of Fluid)模型方法和来流法,对潜艇热尾流的浮升扩散过程进行了数值模拟... 详细信息

研究潜艇热尾流的浮升扩散规律和水面红外特征对红外探潜具有重要意义。以潜艇缩比模型为研究对象,建立了潜艇热尾流三维计算模型。分别使用重叠网格、vof(Volume of Fluid)模型方法和来流法,对潜艇热尾流的浮升扩散过程进行了数值模拟。分析了潜艇热尾流的浮升扩散规律和温度场特征。使用实验测得的水面红外热像图和热尾流浮升扩散图像对两种仿真方法的精度进行了对比验证。结果表明:基于重叠网格和vof模型的数值模拟方法精度较高,模拟得到的热尾流最大温度出现时间相差0.2 s,温度偏差为0.003 K,能够很好地模拟潜艇热尾流的浮升扩散和温度分布特性。

关键词：热尾流浮升扩散温度场重叠网格 vof模型

运用vof模型模拟开敞式水泵吸水池内后台阶流动

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工程热物理学报 2007年第Z1期28卷 157-160页

作者：许兆峰陈铁军樊毅吴玉林水沙科学与水利水电工程国家重点实验室(清华大学) 北京100084

开敞式水泵吸水池内流动是具有自由表面的复杂流动。本文利用vof(Volume of Fluid)模型对开敞式水泵吸水池内的后台阶流动进行了数值模拟,模拟结果与试验数据基本吻合。vof模型是模拟开敞式水泵吸水池内流动的一种有效方法。

关键词：吸水池后台阶流动数值模拟 vof模型

水流冲击管道内滞留气团现象的vof模型仿真分析

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计算力学学报 2009年第3期26卷 390-394页

作者：刘德有周领索丽生王丰河海大学水利水电工程学院南京210098

针对复杂管道系统内水流冲击滞留气团现象,采用vof模型(Volume of Fluid Model)进行了数值模拟计算,并与一维模型进行了比较计算分析,结果表明:系统的最大压力并不总是气团的最大压力,有可能还会叠加水体对管壁的撞击而形成的突然升高... 详细信息

针对复杂管道系统内水流冲击滞留气团现象,采用vof模型(Volume of Fluid Model)进行了数值模拟计算,并与一维模型进行了比较计算分析,结果表明:系统的最大压力并不总是气团的最大压力,有可能还会叠加水体对管壁的撞击而形成的突然升高压力。与实验实测结果的比较分析表明:采用vof模型,能够较精细地仿真水流冲击滞留气团现象的气团形态、流场结构以及压力分布等的变化过程,其压力数值计算结果与实验实测基本吻合,其计算误差明显小于现有一维模型的计算误差,是深入研究该复杂瞬变流现象的有效方法。

关键词：瞬变流 vof模型滞留气团数值模拟实验实测

vof模型在有支流汇入的河道复杂流场中的应用

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河海大学学报（自然科学版） 2007年第5期35卷 592-595页

作者：张光碧邓军张法星杨庆朱迪生王红强四川大学水利水电学院四川成都610065

采用vof模型对大渡河与楠桠河交汇处的护堤工程区及其影响范围进行了三维数值模拟计算分析.结果表明:楠桠河与大渡河交汇口处的流态主要受大渡河流态的影响.护堤工程扩建后,断面平均流速在局部的增大,会增加对河岸的冲刷,因此在护堤建... 详细信息

采用vof模型对大渡河与楠桠河交汇处的护堤工程区及其影响范围进行了三维数值模拟计算分析.结果表明:楠桠河与大渡河交汇口处的流态主要受大渡河流态的影响.护堤工程扩建后,断面平均流速在局部的增大,会增加对河岸的冲刷,因此在护堤建设过程中,应加强固岸措施.工程现场的原位试验观察与模拟计算结果吻合较好,加之工程多年来的安全运行,均说明vof模型是一种处理复杂自由表面的有效方法,可在天然河道,特别是在有支流汇入的复杂河道流场研究中推广应用.

关键词： vof模型支流汇入数值模拟河道复杂流场

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基于vof模型的泵站进水池流场计算研究

水力发电学报 2013年第6期32卷 244-249,255页

作者：马涛樊红刚袁义发李凤超陈乃祥清华大学热能工程系、水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

针对泵站进水池在过渡过程中的水面波动现象,本文采用vof模型对万家寨引黄工程北干线中的平鲁泵站进水池进行了三维流场计算,在对系统最小来流条件下三台泵运行时进水池稳态流场分析的基础上,采用UDF给定瞬态边界条件,对三台泵运行一台... 详细信息

针对泵站进水池在过渡过程中的水面波动现象,本文采用vof模型对万家寨引黄工程北干线中的平鲁泵站进水池进行了三维流场计算,在对系统最小来流条件下三台泵运行时进水池稳态流场分析的基础上,采用UDF给定瞬态边界条件,对三台泵运行一台泵启动的动态过程进行了数值模拟。计算表明,由于进水池结构和进流方向的原因,泵站进水池流态有较明显的漩涡存在。在系统小流量来流条件下,现有溢流坎的设计可满足三台泵的运行需要,但如要更多水泵工作,需改变溢流坎设计(例如除去溢流坎)或控制出流以加大流入进水池的溢流量,满足运行水泵对流量的需要。

关键词：水力机械泵站进水池 vof模型三维流场计算

基于vof模型的高温熔盐泵上端密封泄漏分析

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排灌机械工程学报 2020年第12期38卷 1209-1214,1220页

作者：金永鑫张德胜王子超张乃舒施卫东王道红江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心江苏镇江212013 南通大学机械工程学院江苏南通226019 江苏飞跃机泵集团有限公司江苏泰州214537

为研究熔盐泵上端间隙密封的运行性能,基于SST k-ω湍流模型和vof模型对熔盐泵上端密封结构性能进行计算,对不同扬程和不同介质条件下的泄漏量、扬程损失以及溢液腔内气液交界面形态进行分析.讨论扬程和介质条件对上端密封性能的影响,... 详细信息

为研究熔盐泵上端间隙密封的运行性能,基于SST k-ω湍流模型和vof模型对熔盐泵上端密封结构性能进行计算,对不同扬程和不同介质条件下的泄漏量、扬程损失以及溢液腔内气液交界面形态进行分析.讨论扬程和介质条件对上端密封性能的影响,总结了关键变量和上端密封性能之间的相关关系.结果显示:泵扬程的增大会使泄漏量增加,如果扬程过大,黏性会对泄漏量产生显著影响;在相同扬程条件下,4种介质在间隙密封进出口的扬程损失差异均很小;间隙扬程损失随着泵扬程的增大而增加,3种泵扬程条件下间隙扬程损失都稍小于泵扬程;在溢液腔中,轴壁面高速旋转会使液体形成不规则的气液交界面和空腔;泵扬程的增大会抬高气液交界面的最高位置,使排液口内充液更多;在清水介质条件下,对该上端密封在不同扬程和流量的泵系统中进行测试,在最高压力工况下熔盐泵仍保持稳定运行,未出现严重泄漏.

关键词：熔盐泵上端密封 vof模型高温熔盐泄漏特性

基于vof模型与动网格技术的油气悬架气液两相流数值模拟

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中国机械工程 2016年第15期27卷 2091-2099,2106页

作者：张沙谷正气赵敬凯徐亚伍文广湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082 湖南文理学院常德415000

针对某型大吨位矿用自卸车油气悬架为油气两相相互接触的特点,拟从多相流数值仿真的角度对其非线性刚度阻尼特性进行分析。首先,在探讨了现有多相流建模方法适用性、湍流模型适用性的基础上,结合vof模型和动网格技术,在Fluent软件中建... 详细信息

针对某型大吨位矿用自卸车油气悬架为油气两相相互接触的特点,拟从多相流数值仿真的角度对其非线性刚度阻尼特性进行分析。首先,在探讨了现有多相流建模方法适用性、湍流模型适用性的基础上,结合vof模型和动网格技术,在Fluent软件中建立悬架的气液两相流模型,并采用UDF方法对两相流模型的边界运动形式进行预定义。其次,模拟了悬架拉伸和压缩状态下的内部瞬态流场特性,得到不同时刻相应流道中的速度和压力云图,提取出气室内压力的变化以及悬架内因阀系结构而产生的压力差的变化,进而计算得到其刚度和阻尼特性曲线。再次,将所求力学特性曲线通过Spline函数导入ADAMS/View中,建立了某型矿用自卸车的多体动力学模型,开展了随机道路平顺性仿真分析,并借助实车道路振动测试验证了仿真结果的准确性。最后,通过两相流仿真分析了阻尼孔倒圆大小、开孔角度、不同单向阀开度对悬架阻尼特性的影响。

关键词：油气悬架 vof模型动网格技术刚度阻尼特性

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vof模型在黄河潘家台滩整治工程中的应用

四川大学学报（工程科学版） 2004年第6期36卷 18-23页

作者：李志勤李嘉易文敏何进朝四川大学高速水力学国家重点实验室四川成都610065

为了验证vof水气两相流模型在模拟有丁坝等影响的复杂流动方面的可靠性,进行了一系列的丁坝水槽实验,并用vof模型对实验进行了模拟。实验中,丁坝布置包括单丁坝和双丁坝情况,每种丁坝又包括上挑、正挑和下挑3种角度,流量条件分别为绕流... 详细信息

为了验证vof水气两相流模型在模拟有丁坝等影响的复杂流动方面的可靠性,进行了一系列的丁坝水槽实验,并用vof模型对实验进行了模拟。实验中,丁坝布置包括单丁坝和双丁坝情况,每种丁坝又包括上挑、正挑和下挑3种角度,流量条件分别为绕流和漫坝两种情况。模型计算结果与实测值比较,二者吻合很好。结果表明:vof模型对于模拟复杂流动有推广价值。本文将vof模型应用于实际工程———黄河潘家台滩2km长重点整治河段,对两种推荐方案进行了模拟分析,提出方案2为优选方案。

关键词： vof模型河道整治潘家台滩

基于vof模型的轴流泵机组起动过程数值模拟

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排灌机械工程学报 2016年第4期34卷 307-312页

作者：周大庆刘跃飞河海大学能源与电气学院江苏南京211100

为探索轴流泵机组起动过程中外特性参数和机组流道内流态的瞬变特性,建立了包括肘型进水流道、转轮、导叶、虹吸式出水流道与出水池等部件的轴流泵机组三维几何模型,采用vof气液两相流模型与Realizable k-ε湍流模型相结合的方法,对预... 详细信息

为探索轴流泵机组起动过程中外特性参数和机组流道内流态的瞬变特性,建立了包括肘型进水流道、转轮、导叶、虹吸式出水流道与出水池等部件的轴流泵机组三维几何模型,采用vof气液两相流模型与Realizable k-ε湍流模型相结合的方法,对预开启真空破坏阀及真空破坏阀保持关闭这2种起动方式下的轴流泵机组起动过程进行了三维数值模拟.数值模拟结果显示,水流翻越驼峰之后,出水流道内的空气不断被卷入水中并由下降段流道内的水流旋涡携带排出,出水流道内空气囊体积逐渐减小,从而最终形成虹吸;初始空气囊大小是影响起动过程中排气时间长短的关键因素之一,初始空气囊体积越大,排出气囊所需时间越长,而采用真空破坏阀保持关闭的起动方式会产生较大的初始空气囊,因而起动时间较长;与真空破坏阀保持关闭的起动方法相比,采用预开启真空破坏阀的方法使最大起动扬程下降了30%,起动时间缩短了64%.

关键词：轴流泵机组虹吸式出水流道起动过程 vof模型三维数值模拟