基于VOF的水下射流泥沙冲刷数值模拟

来源 :第十届全国流体力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xxj8880430
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  海底管道作为海上油气运输的大动脉,是目前最快捷、最安全和经济可靠的海上油气运输方式,在海洋石油工程和经济建设中发挥着越来越重要的作用。为了保护海底管道,使其在管道设计使用周期内,不发生意外事故,需要在海底管道外设置防腐配重层,另外还需要对海底管道进行挖沟埋设。
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多组分流体流动广泛存在于自然界与科学工程领域。数学上,多组分流体流动可以用基于Maxwell-Stefan理论的组分守恒方程和经典的Navier-Stokes方程来描述。本文给出了一种求解此类多组分宏观方程的格子Boltzmann模型,并通过详细的Chapman-Enskog分析证明了该模型可以准确恢复这类宏观方程。
将CPU集群下成熟的非结构网格CFD软件移植到GPU异构平台.构建了适用于GPU架构且线程安全的矢量化循环;建立了无数据依赖的DP-LUR隐式时间推进方法;利用CUDA提供的统一内存管理技术,以较小的改造开销实现了基于GPU异构体系的非结构网格CFD数值模拟软件,在双精度下单GPU对单CPU处理器核的加速比超过6.
为研究某型多功能烤箱内温度分布,优化烤箱结构参数,提升内部温度均匀性,通过试验测试和数值模拟两种方式进行研究。采用9点分布式热电偶实时测量烤箱每层温度场分布,针对烤箱温度均匀性指标进行了测量与分析。运用计算流体力学知识对烤箱内部温度场进行了数值模拟。
亚音速投放试验中通常基于动力相似准则设定模型参数和试验条件。为研究外挂物投放试验中采用动力相似准则进行轨迹捕获所造成的误差,本文首先对NACA0012翼型以及外挂物投放标模在不同马赫数、攻角下的气动力系数进行计算,分析气动力系数随马赫数的变化趋势。
平面湍动射流在燃烧、动力推进等领域中有着广阔的应用前景。目前关于平面射流的大涡模拟研究中通过显式的亚格子模型来对亚格子尺度进行封闭,而隐式大涡模拟(ILES)利用对流项离散时产生的非线性误差作为亚格子模型来封闭方程,具有计算效率高、应用简单等特点。自适应网格(AMR)通过运行时动态对计算特征区域局部加密,能有效降低全局计算域的网格数,减小计算量提高计算效率。
乘波体的容积率低是影响乘波体工程实用化的重要因素。乘波体下表面是主要的压力提供面,可修改度低;上表面一般是自由流面,可以进行修形扩充。以三次多项式重建乘波体上表面,探究容积扩充对乘波体性能的影响。三次多项式可以通过控制首末两端点的位置和切率控制,可以方便提取设计变量。本文主要提取两个设计变量:后缘端面厚度和头部斜率。
血泵(俗称人工心脏)已经成为治疗末期心衰的有效手段,溶血是血泵(俗称人工心脏)和其他血液循环装置中最为重要的问题之一。降低溶血水平是血泵发展过程中的关键技术环节。众所周知,溶血与流场中的重要流动特性如剪切应力和能量耗散密切相关。目前CFD数值模拟结合溶血经验预测模型已被广泛用于预测血泵中溶血水平。血泵中的流场是相当复杂的,不稳定的,有时呈现为过渡流的形杰。因此,流场的准确预测是准确估算是目前人工心
在超声速飞行器进气道内布置吸除槽可显著改善进气道在非设计点的流动壅塞状况,同时降低溢流阻力,提高进气道总压恢复系数和起动特性,拓宽工作马赫数范围。为提高某超声速飞行器在宽速域下的气动性能,本文改进了超声速进气道的吸除槽方案,通过求解雷诺平均N-S方程,采用标准k-ε湍流模型,在近壁区使用壁面函数处理,研究了吸除槽的出口位置、出口形状、开槽角度对超声速飞行器的气动性能的影响规律。
军用飞机在执行作战任务时难免会受到敌方火力的攻击,其中机翼或尾翼等翼面被消去是常见的受损形式。以往的研究中只考虑了损伤给飞机力和力矩系数带来的影响和飞机静稳定性的变化,而飞机受损以后动导数会发生变化,这些动导数对于判断受损飞机是否能够继续保持稳定飞行和受损后飞行器控制系统重构设计有着重要的意义。
本文基于ANSYS特有的PIPE59单元,采用波流载荷搜索模型并利用APDL语言编制相应程序,提出在任意给定波流参数的环境下计算平台桩腿承受的波流载荷方法。同时根据三种平台作业环境的载荷工况实例,进一步阐述波流载荷计算方法自升式平台的作业安全与波流载荷紧密相关,本文基于平台作业环境的三种载荷工况,采用设计波法计算不同入射角下的波流载荷。