大涡模拟论文

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零质量射流控制凸包边界层分离的大涡模拟

2020-12-30 672

论文摘要为了探索零质量射流孔间距λ对控制边界层分离的效果,以凸包边界层分离流动为例,在凸包最高点下游布置零质量射流孔,选取了4种射流孔间距,λ/D (D为孔直径)分别为2, 3, 4, 5。采用大涡模拟方法对凸包边界层分离流动及零质量射流流动进行了数值模拟,并对有、无零质量射流控制时的凸包流场进行分析。结果表明,零质量射流产生与传统射流相似的时均速度场,激励时产生的射流使分离区内速度更加饱满;吹气...

超大型冷却塔施工全过程风振响应及风振系数演化规律研究

2020-12-29 997

论文摘要现有冷却塔规范仅给出了成塔单一风振系数取值,完全忽略了施工过程中混凝土材料和结构性能的实时演化。以国内某在建210 m世界最高超大型冷却塔为对象,综合考虑工程进度与计算精度建立八个冷却塔施工全过程三维实体模型,基于大涡模拟(LES)技术获得了施工全过程冷却塔三维气动力时程,将成塔表面风压与规范及国内外现有实测曲线对比验证了数值模拟的有效性。在此基础上,采用完全瞬态时域方法对比分析了冷却塔施...

基于大涡模拟的多孔节流静压气体止推轴承性能分析

2020-12-29 676

论文摘要以多孔节流静压气体止推轴承为研究对象,采用大涡模拟获得气膜内流场结构,对比分析了简单孔式节流(有气腔)与环形孔式节流(无气腔)轴承内流场特性。结果显示简单孔式节流在气腔内部产生大量涡旋,并且涡旋随时间快速变化,轴承内气体流动不稳定,而环形孔式节流只在节流孔出口附近,产生微弱涡旋,轴承内气体流动平稳。分析了简单孔式节流气膜厚度、节流孔直径、供气压力等参数对轴承性能的影响。结果表明,低供气压力...

大功率液力偶合器调速工况瞬态流场特性

2020-12-29 780

论文摘要为研究大功率液力偶合器在动态调速工况下的内部流动机理,通过UDF程序定义动态调速过程,建立了大功率液力偶合器内部瞬态气液两相流场的数值计算方法,获得了动态调速工况下气液两相流体在泵轮和涡轮流道间的动态循环流动变化过程及气液两相分布状态。结果表明:大功率液力偶合器在调速起始阶段由于滑差较小,同时循环流量在无叶栅区域高能流体的屏蔽作用下,会引起泵轮力矩系数显著降低;随着转速比降低,湍动能逐渐增...

气膜孔的位置对涡结构和气膜冷却效率的影响

2020-12-29 453

论文摘要在燃气轮机中,气膜冷却技术能有效地从高温燃气中保护涡轮叶片,如何提高气膜冷却效率是气膜冷却研究的热点问题。使用大涡模拟(LES)模型分析了平板气膜孔在吹风比为0.5工况时气膜孔下游的速度分布,并与实验进行对比验证。在相同吹风比下,通过模拟叶片上不同气膜孔的位置相应的入口速度分布,研究其对气膜冷却效率的影响,以及对气膜冷却过程中占主导地位涡结构的形成和发展的重要影响。随着气膜孔的位置靠后,湍...

基于LES-PDF方法的双旋流模型燃烧室数值模拟

2020-12-29 238

论文摘要文章使用基于LES-PDF方法的AECSC两相程序,对模型燃烧室GTMC进行了数值模拟,以此验证AECSC程序对燃烧室模拟的可行性和可信度,并对旋流燃烧室的流动和燃烧特性进行分析.首先,分别用商用软件Fluent 18.1和AECSC程序的LES方法对GTMC的冷态工况进行了模拟.与实验结果相比,程序计算的轴向、径向、切向速度峰值的相对误差在大多数统计点上在20%以内,3个方向速度峰值位置...

离心风机流场大涡模拟与管中噪声数值预报

2020-12-28 459

论文摘要[目的]为开展离心风机振动噪声预报,[方法]首先,对离心风机整个流域进行结构化网格划分,采用大涡模拟(LES)获得叶轮表面随时间变化的脉动力,以旋转偶极子辐射为模型,采用声学有限元方法计算管道中的辐射声;然后,以蜗壳部分的壁面偶极子为辐射源,计算壁面脉动压力辐射声;最后,将数值计算结果与试验结果进行对比分析。[结果]结果表明,蜗壳壁面脉动压力辐射声在低频段高于叶轮辐射声,而在高频段低于叶轮...

悬索桥双吊索尾流致涡激振动的大涡模拟

2020-12-28 98

论文摘要双吊索在大跨度悬索桥上应用广泛,在强/台风作用下,下游吊索常发生尾流激振。采用大涡模拟法,对雷诺数为1×10~4~4×10~4的串列双圆柱尾流致涡激振动进行数值模拟,研究了振动特性和流场流态随折减风速的变化规律,探讨了下游圆柱的动力响应、绕流场特性以及气动力三者之间的耦合关系,分析了尾流致涡激振动的流场干扰机理。结果表明:大涡模拟结果与风洞试验结果吻合良好,在某些折减风速范围内,下游圆柱会...

超声速喷流混合流场大涡模拟

2020-12-28 659

论文摘要以光学窗口外冷喷流为研究背景,采用大涡模拟方法对后台阶外形切向喷流混合流场进行了研究。数值方法基于隐式亚格子模型,采用高精度WENO格式进行空间离散,并通过超声速平面混合层流动对数值方法进行了考核验证。喷流混合流场计算模型与试验一致,来流和喷流马赫数分别为3.4和2.5。数值模拟清晰地捕捉到了流场波系以及混合剪切层、壁面边界层等典型流场结构,并精细预测了混合层发生失稳、转捩及发展为充分发展...

龙卷风风场的数值模拟研究

2020-12-28 995

论文摘要基于同济大学研制的龙卷风物理模拟装置,运用数值模拟方法构建了物理模拟器的数值计算模型,并通过对比龙卷风风场的物理试验模拟结果和现场实测结果,验证了数值计算模型的可行性.在此验证基础上,研究了3种不同涡流比条件下的龙卷风风场结构,对比了不同涡流比条件下龙卷风的三维风场速度(切向速度、径向速度和轴向速度)分布形态、风压分布、龙卷风涡核半径和气流脉动特性.研究结果表明:随着涡流比的增大,龙卷风风...

消声器膨胀腔气流再生噪声产生机理及抑制研究

2020-12-28 63

论文摘要结合大涡模拟和声比拟方法,对膨胀腔消声单元内部的流场及气流再生噪声进行了分析。建立流场数值仿真模型,采用大涡模拟方法对膨胀腔内部非稳态流动进行计算。建立声场仿真模型,通过提取流场信息计算气流再生噪声的声源分布。结合声比拟方法,将气流噪声源导入声场网格中计算远场响应点的气流噪声声压值,仿真结果与实验结果在声压级及共振频率上都吻合良好。根据腔内气流再生噪声产生的机理,选用穿孔管对气流再生噪声进...

连铸垂直段结晶器-弯曲二冷段内漩涡运动的大涡模拟

2020-12-13 1003

论文摘要构建一种描述连铸垂直段结晶器-弯曲二冷段内漩涡运动行为的大涡模拟,通过水模拟试验验证模型预测连铸机内漩涡运动过程的准确性,研究连铸垂直段结晶器-弯曲二冷段内漩涡形成、运动和发展的演变过程,定量解析不同工艺条件下漩涡运动过程的振荡频率。结果表明,连铸过程中漩涡分布、运动在时空范围上具有湍动性和非对称性,维持结晶器内自振荡流型。漩涡运动过程的振荡频率与连铸拉速、水口(SEN)插入深度相关。连铸...

连铸结晶器内瞬态卷渣过程的大涡模拟

2020-12-13 761

论文摘要构建了一种描述连铸结晶器内液态渣层瞬态波动和卷渣过程的大涡模型,通过水模拟试验验证了模型预测卷渣过程的准确性,并定量解析不同工艺条件的渣层波动、裸露"渣眼"变化和卷入的渣滴粒径分布。结果表明,拉速对连铸结晶器内渣层波动的影响显著。随着拉速增加,波动峰值由结晶器窄壁向浸入式水口(SEN)移动,裸露"渣眼"从非对称分布变为"开启"状态...

非均匀流场中非平面激波诱导的Richtmyer-Meshkov不稳定性演化规律数值研究

2020-12-10 429

论文摘要Richtmyer-Meshkov (RM)不稳定性在天体物理、航空航天及聚变能源等领域有着广泛的应用。物质界面处密度梯度与压力梯度不共线而导致斜压涡量沉积(▽ρ×▽ρ/ρ2≠0)是RM不稳定性产生的关键机理之一。过去半个世纪以来,国内、外学者们对RM不稳定性的研究大多集中在初始条件对平面激波冲击扰动界面失稳(即经典RM不稳定性)过程的影响。Bai[1][2]、Xiao[3]等的研究表明,...

孤立波作用下珊瑚礁海岸附近流动特性研究

2020-12-10 943

论文摘要该文通过基于大涡模拟的三维数值模型研究了孤立波作用下珊瑚礁海岸附近的流动特性,考虑了两种礁坪水深的情况,通过物理模型实验对比验证了礁面上自由液面的空间与时间变化以及流速的时间变化,并运用数值结果进一步分析了流场和涡量场的沿礁变化规律。结果表明:该数值模型能合理地模拟不同礁坪水深下孤立波的浅水变形、破碎和滚波的运动以及波生流的变化。波浪破碎时礁坪上水流由亚临界流向超临界流转变,随后流速沿礁衰...

冷空气强风在大型城市中的精细结构和形成机制

2020-12-10 917

论文摘要地面强风可直接造成人员伤亡和经济损失,严重影响出行安全、工农业生产等社会秩序。强风的发生与天气系统和复杂下垫面的共同作用密切相关,在城市区域尤为明显。受数值模拟技术和计算资源的限制,对实际天气条件下大范围城区的强风现象进行建筑物分辨率的大规模数值模拟研究仍是一个挑战。本研究利用中尺度气象模式嵌套流体计算动力模式的超高分辨率局地气象预报系统,对强冷空气过程造成广州市区的一次强风事件进行数值模...

Rayleigh-Bernard湍流对流的大涡模拟研究

2020-12-09 234

论文摘要本文采用大涡模拟方法,直接针对Xie等【1】(2018)的实验模型,建立一种有量纲形式的模拟Rayleigh-Bernard湍流对流的数值模拟模式。作为可靠性的基本要求,本文通过自适应加密的方法对壁面附近网格进行了加密,使得壁面的平均y+<1,总体上满足了方法对壁面边界层的网格密度要求。采用小波分析方法,本文研究了环形腔内的压力和动能的动力响应特征论文目录文章来源类型: 国内会议作者...

水体在有压扩散段内的流动特性研究

2020-12-08 290

论文摘要有压泄水隧洞的出水口处一般都是渐扩段。由于水流在扩散前流速较大,而扩散后流速较小,水流流速在短时间内发生了较大变化,因此会产生多种复杂的水流现象——流动分离、回流或漩涡等。主要针对对称渐扩段内的水流流态情况,利用Fluent软件,采用大涡模拟法得到特定雷诺数情况下,扩散角大于或等于7°时,对称扩散段内会发生主流来回摆动现象;当扩散角为特定角度时,在一定的雷诺数范围内,扩散段内主流来回摆动的...

纵向沟槽面超声速阻力特性大涡模拟

2020-12-07 581

论文摘要针对超声速壁面边界层流动问题,提出一种基于纵向梯形沟槽薄膜的减阻方法。利用基于有限差分的程序对纵向梯形沟槽壁面超声速流场进行数值模拟,对于湍流的模拟采用大涡模拟(LES)方法。通过对比超声速平面壁面流动结构与超声速梯形沟槽壁面边界层流动结构特征的区别,分析减阻特性,并给出了来流Mach数对给定沟槽壁面减阻效率的影响情况。结果表明,超声速流动情况下,对于一种特定构型的纵向梯形沟槽面,存在一个...

用浸没边界-格子Boltzmann方法模拟双层刚性植被明渠水流特性

2020-12-06 546

论文摘要含植被明渠水流的模拟是水动力学中的一个典型问题。该文尝试用浸没边界-格子Boltzmann方法(immersed boundary-lattice Boltzmann method,IB-LBM),结合大涡模拟,对含双层刚性植被明渠水流进行数值模拟分析。首先介绍了IB-LBM的基本思想和局部加密网格处理刚性杆件的方法;然后模拟典型双层刚性植被明渠流,将模拟结果和实验数据及有限体积法模拟数据...

三种多分支结构坑道内油气爆炸过程的大涡模拟

2020-12-03 654

论文摘要多分支结构坑道在石油化工、天然气工业中应用十分广泛。研究多分支结构坑道内的油气爆炸过程,对避免或减小人员伤亡和财产损失、提高多分支结构坑道的安全防护水平具有重要意义。针对三种多分支结构坑道(一字分布型、交错分布型、相对分布型),采用WALE湍流模型和Zimout预混燃烧模型对上述三种坑道内的油气爆炸过程迚行了模拟分析,重点研究了火焰传播速度、火焰面积、超压峰值、超压上升速率等爆炸过程的关键...

两种典型肋条形状大涡模拟

2020-12-03 181

论文摘要在长距离输气管道中最主要的能量损失形式是湍流阻力。为了研究肋条形状对湍流情况下流过肋条的流体介质的影响规律,采用CFD软件,在雷诺数为5 300的条件下,对间隔三角形肋条和刀刃形肋条两种典型肋条进行大涡模拟,通过分析壁面阻力和流场,得出减阻效果更好的肋条形状,并找出不同形状肋条影响流场的原因。结果表明,与间隔三角形肋条相比,刀刃形肋条受到的壁面阻力更小,近壁区速度梯度更小,产生的二次涡使流...

防返混锥对旋风分离器流场影响的大涡模拟

2020-12-03 849

论文摘要防返混锥可用于常规旋风分离器的改造以提升分离性能。基于大涡模拟(LES),从平均流场、湍流脉动和流场稳定性等方面,系统地研究了配置防返混锥后旋风分离器全局流场的变化情况。具体结论如下:圆筒段和圆锥段的平均切向速度略有提升、中心平均轴向速度轻微上移,灰斗壁面附近的切向速度几乎不变、轴向速度有所提升,灰斗底部中心区域的切向速度和轴向速度均明显降低;防返混锥附近切向与轴向的湍流脉动轴对称性有所恶...

煤粉射流火焰的大涡模拟及其验证

2020-12-02 810

论文摘要本文建立了基于欧拉-欧拉体系下耦合了DQMOM模型的大涡模拟方法,对四种工况下的煤粉射流火焰进行数值模拟,并通过实验测量结果验证了数值模型的可靠性.结果表明该大涡模拟方法可以用来分析详细的火焰结构,计算煤粉颗粒的扩散行为和燃烧反应过程,有助于深入理解煤粉射流火焰的着火机理.在数值模拟中,气相温度可以被用来定义着火距离,大涡模拟不仅可以准确预测着火距离随工况变化的规律,还能得到随时间脉动的信...

大气表面层气-固颗粒两相流的大涡模拟

2020-12-02 495

论文摘要本文基于大涡模拟和点力模型研究湍流边界层中颗粒与湍流的相互作用,首先,本文提出了一种近壁平均速度梯度改进涡粘计算的简单的修正方法,并基于此方法模拟了Re??3?1 07的高雷诺数大气边界层壁湍流,其中亚格子模型采用尺度依赖动力涡粘模式。模拟结果表明:所提出的修正方法能够有效改善湍流平均速度廓线的预测结果,并合理捕捉湍流相干结构的主要特征。同时采用湍流大涡模拟与颗粒点力模型数值模拟了可侵蚀颗...

三维凹壁面切向射流流动特性分析

2020-12-02 784

论文摘要在立式圆筒体分层器内设置半圆形截面切向入口,形成三维凹壁面切向射流,以提高非均相物料机械分离效率。为了揭示三维凹壁面切向射流流动机理,利用示踪剂浓度实验和大涡模拟研究了凹壁面切向射流流动特性,并对浓度场沿流向和展向扩展进行了评价。研究结果表明,示踪剂浓度半值宽随着入口Reynolds数的提高扩展范围增加,流向扩展率为0.019~0.033,展向扩展率为0.079~0.161。在离心力作用下...

基于LBM-LES方法的翼型气动噪声直接数值计算

2020-12-02 177

论文摘要直接数值计算方法对航空飞行器机体气动噪声产生机理研究及噪声预测非常关键。本文基于在格子玻尔兹曼方法(LatticeBoltzmannMethod,LBM)框架下的大涡模拟方法(LargeEddy Simulation, LES)对SD-7003仿生翼型在较低马赫数条件下的气动噪声进行了直接数值计算,雷诺数选取为8.0×105。LBM方法采用多松弛时间近似,格子离散速度模型为D2Q9模型,L...

锯齿形转捩片触发高超声速进气道边界层转捩的大涡模拟

2020-12-02 312

论文摘要为促进锯齿形转捩片在高超声速进气道中的应用,以地面风洞条件下的二元进气道为研究对象,采用高精度大涡模拟方法对锯齿形转捩片在三级压缩楔面上触发的边界层转捩现象开展了研究。数值方法基于隐式亚格子模型,空间离散采用高精度通量限制型紧致格式,时间推进采用显式Runge-Kutta方法。数值模拟清晰捕捉到了边界层转捩的空间发展演化过程,并获得了统计平均流场以及流场脉动特征。数值模拟结果表明转捩片能够...

涌潮水流CFD数值模拟

2020-12-02 121

论文摘要涌潮是一种对涉水建筑物冲击巨大的非线性强间断流,实现涌潮的小尺度精细模拟是分析涉水建筑物在涌潮作用下结构稳定性的前提。采用大涡模拟(LES)技术求解N-S方程,利用流体体积法(VOF)实现对自由水面的追踪,边界上给定基于涌潮理论公式推导出的涨潮流速与水深条件,进行了涌潮的小尺度精细模拟。结果表明,数值模拟得到的涌潮传播速度与理论值比较接近,Fr<1.3时为波状涌潮,Fr>1.5...

大涡技术对模拟台风眼墙替换过程的影响

2020-12-02 468

论文摘要眼墙替换是影响台风强度和内核结构的一种重要过程。本研究在高分辨率的数值理想试验中加入大涡模拟技术,对比分析大涡模拟对眼墙替换过程的影响。结果表明:大涡模拟的加入使得模拟台风的强度和边界层入流增强。整个眼墙替换过程共用时约20~22 h,但大涡模拟试验中外眼墙形成更迅速,同时强度和上升运动偏弱。外眼墙完全取代内眼墙之后的台风强度超过替换过程之前的强度。此外,使用大涡技术可以更好地模拟出眼墙替...