【摘 要】
:
本研究将利用数值模拟手段,对间隙空化流动进行细致的数值计算与分析.为了对数值结果的可靠性进行定量化的评估,将利用基于Richardson外推法的多种CFD不确定度估计方法对计算结果的不确定度进行定量化分析.在此基础上,利用基于拉格朗日观点的三维拉格朗日分析技术,对间隙空化流动的演变规律进行细致的分析.本研究表明,涡心内部粒子的运动在较大程度上受到梢涡空化周围流速分布及壁面效应的影响.本研究有助于加
【机 构】
:
武汉大学水射流理论与技术湖北省重点实验室,武汉,430072;;武汉大学动力与机械学院,武汉,430072
论文部分内容阅读
本研究将利用数值模拟手段,对间隙空化流动进行细致的数值计算与分析.为了对数值结果的可靠性进行定量化的评估,将利用基于Richardson外推法的多种CFD不确定度估计方法对计算结果的不确定度进行定量化分析.在此基础上,利用基于拉格朗日观点的三维拉格朗日分析技术,对间隙空化流动的演变规律进行细致的分析.本研究表明,涡心内部粒子的运动在较大程度上受到梢涡空化周围流速分布及壁面效应的影响.本研究有助于加深对于间隙空化流动的进一步认识.
其他文献
为了研究空化的不稳定与水翼吸力面压力脉动的影响,以攻角为6°的NACA66型二维水翼为研究对象,基于密度修正(DCM)的SST k-ω湍流模型,采用湍动能修正后的空化模型并对其非定常空化流场进行数值计算.获得了翼型吸力面空泡形态演变以及翼型表面压力脉动变化规律.结果表明,翼型表面压力脉动与实验基本吻合,水翼表面空穴发展过程中空泡的变化对应着压力脉动的变化.水翼前缘处空泡呈线性增长,其斜率与不同点压
本研究基于RANS方程及SST k-ω湍流模型,采用基于近期提出的单元速度向量转化(EVVT)方法的TVD格式进行有限体积(FVM)离散求解,对实际尺度(圆柱直径D=0.5334m),雷诺数Re=53340,不同振幅(A/D=-0.3-1.0)不同频率(fe/fs=0.7-1.45)的圆柱受迫振动问题进行了研究.圆柱在固定条件下,阻力系数Cd,斯托路哈数St与经典结果吻合良好.与模型尺度圆柱对比后
水流流经垂直式静水池,根据不同的入流流量与水池尺寸条件,跌水落池后可能出现滑流、水舌流与周期性振荡流等3种特性截然不同的流况.相关数值文献,大都采取静水池横向流场为定值的二维假设以降低计算量.本研究利用三维的那维尔·斯托克斯模式,仿真在固定入流流量下不同静水池长度所对应的3种流况,进而探讨相关的流场力学机制与涡漩结构.
气泡在泡状流中的运动与分布情况对液相的流态、压强和传热特性有着显著影响,且数值模拟已成为研究气液两相流流动规律的重要手段.采用大涡模拟(LES)和离散相模型(DPM)模拟竖直圆管泡状流,计算中考虑了水流和气泡的相互作用,气泡受力包括浮力、阻力、虚拟质量力和压强梯度力.主要结论:验证网格尺寸表明,主流向网格尺寸是气泡平均直径的1.25倍时,流速计算值与实验值吻合最好;当圆管直径小于100mm,壁面效
针对带水气界面同向旋转Lamb-Oseen涡对模型,本研究通过直接数值模拟水-气两相流场获得两相梢涡流场特征.采用VOF方法捕捉水-气交界面并通过自适应八叉树网格进行局部流场加密,得到了水-气两相梢涡的流场以及界面的空间拓扑结构.通过数值模拟结果分析了漩涡流场横剖面上的涡量分布,和纵剖面水-气交界面波动的特征.根据涡对中心距离、涡半径、水-气交界面半径等参数的变化情况,给出了涡对融合的规律.对比全
控压钻井技术不断推广应用,对钻井水力参数计算精度有了高要求.罗伯逊-斯蒂夫(罗-斯)流变模型能够很好地描述钻井液流变性,本研究基于幂律广义流性指数水力计算方法建立了该模型的水力计算新方法.根据Rabinowitsch-Mooney方程得到了其管流流量表达式,基于槽流模型给出了其同心环空流量计算式.并与传统方法进行了对比分析,证明新方法所得流量式较传统方法精度高.经理论推导定义了该模型的管流广义流性
本研究针对影响表面润湿性的一方面—表面能,采用高速全流场显示技术等实验技术,讨论了绕3种表面能不同的水翼模型的空化流动结构、运动特性.通过分析对比绕3种具有不同表面能涂层水翼的初生、片状、云状空化流动形态可知,表面能越小越易发生初生空化,但初生空穴尺度较小,易分散;在片状空化阶段,表面能越小,绕水翼空穴发展越迅速,空穴越零散;在云状空化阶段出现了空穴的二次脱落,表面能越小,绕水翼最大空穴长度越短,
基岩裂隙介质具有强烈的非均质性和多尺度性,其中的水流量化是一个挑战性问题.交叉裂隙是联系单个裂隙和网络裂隙的桥梁,为了研究交叉裂隙中水流运动规律,本文设计了可变粗糙度和进水角度的两进两出的交叉裂隙试验模型,开展了不同粗糙度、不同进出水角度条件下交叉裂隙水力试验研究,分析局部裂隙中水流运动规律,研究结果表明:在本试验条件下,局部裂隙水流流速V与水力梯度J呈非线性关系,Forchheimer公式能较好
对于理想流体绕流问题,物体尖角处流体速度存在奇性,一般数值方法无法精确求解.比例边界有限元方法(SBFEM)使用解析方法求解径向函数,可以给出角点处速度势沿径向坐标的变化函数,精确求得速度势和水质点速度在角点处的变化规律,从而有效地解决此问题.本研究采用SBFEM方法对水流和波浪对几种带有尖角物体的绕射问题做了求解,对角点附近的速度分布规律做了分析,计算结果与特征函数展开法做了对比,结果表明本方法
由于在低雷诺数条件下优异的气动性能,扑动翼长久以来受到大量关注.本研究基于开源的CFD程序OpenFOAM,使用基于径向基函数插值的动网格方法,对二维的扑翼流场进行了数值模拟.首先根据其尾流场中涡的形态特征将尾流场分为了涡串、卡门涡街、过渡流、反卡门涡街、混乱卡门涡街、非对称尾流六类,并总结了尾流类型在俯仰幅度-频率空间、沉浮幅度-俯仰幅度空间中的分布特点.而后研究了俯仰运动、沉浮运动的幅度与频率