湍流模式

摘要： 基于"第一届CHN-T1标模CFD可信度研讨会"的相关计算安排,采用CFL3D求解器结合组委会提供的结构网格进行CHN-T1标模的气动特性计算.对比发现CFL3D求解器的SST湍流模式相对SA模式具有更好的网格收敛性.对标模的抖振特性进行了分析,发现抖振起源于机翼中段的激波/边界层干扰,进入抖振状态后当迎角继续增大,激波将持续增强,同时外翼段的后加载减小,使得低头力矩下降,操纵特性变差.对静气弹效应进行了分析,发现该效应主要影响了变形较大位置的升力系数以及激波强度.大雷诺数下机翼截面压力分布后加载包围的面积增大,机翼上表面超声速区的吸力平台有所下降.

摘要： To meet the needs of simulating complex supersonic flow regions accurately,the nonlinear explicit algebraic Reynolds stress model (EASM) based on the form of k-ω compressibility modification is developed.The numerical simulation accuracy of the model for supersonic flow is improved.The flows of 2-D supersonic cavity and 3-D hypersonic double ellipsoid are calculated by EASM.Compared with the conventional linear eddy viscosity models(SA and SST turbulence models),EASM has the potential ability to describe the flow structure of massive separation and shear layer in more sophisticated detail and simulate pressure and friction coefficient distribution in the region where shear layer reattaches more precisely.Distribution of pressure and heat flux induced by secondary shock wave are simulated accurately.%针对超声速复杂流动区域精确模拟的需要,发展了基于k-ω可压缩修正形式的非线性显式代数雷诺应力模式(EASM),提高了该模式对超声速复杂流动的数值模拟精度.通过对二维超声速凹槽和三维双椭球的数值计算表明,与SA和SST常规线性涡黏性湍流模式比较,非线性的EASM模式对大分离以及剪切层流动结构的刻画能力更精细,对剪切层再附区的压力及摩擦系数分布模拟更加精确;EASM模式能够准确地模拟二次激波引起的压强和热流分布情况.

摘要： 本研究建立了适用于可压缩边界层转捩问题的高精度数值模拟方法及并行算法;对平板、圆锥、复杂边界层等超声速流场进行了流动稳定性分析;建立和完善转捩预测方法,建立转捩准则;对用于高马赫数、高雷诺数高速飞行器边界层的工程湍流模型进行了改进;进行了高温效应对高超声速边界层转捩位置的影响及旁路(bypass)转捩机理的研究.此外,以e-N方法为基础,集成了用于一般可压缩边界层的流动稳定性分析及转捩预测的程序,为复杂流动问题及工程问题提供了有力的分析手段.面向可压缩湍流的直接数值模拟,开展了数值方法研究,构造了系列高精度、高分辨率数值方法.在此基础上对可压缩平板、钝锥、槽道、压缩折角、入射激波-平板湍流边界干扰等问题进行了直接数值模拟.形成的湍流数据库为湍流机理及模型研究提供了有力支持.在此基础上对压缩性效应、壁温效应、激波-湍流边界层干扰等流动机理以及流动控制手段进行了研究.以湍流数据库为基础对湍流模型及大涡模拟模型进行了评估和改进.同时还开展了湍流燃烧的大涡模拟研究.形成了一套开放的高精度CFD程序,为复杂流动问题以及工程流动问题的计算提供了有力手段.%Transition of boundary layer is the most important process in the typical flows past flying vehicles because the correct computation of the drag and surface heat flux depends on the correct prediction of the transition location. The accurate computation of turbulence is a difficult problem for fluid mechanics, and is a key problem for engineering as well. We investigated the transition mechanism of compressible flow and turbulent characteristics of the typical flows past flying vehicles, based on which the physical mechanism behind is studied. We proposed high precision numerical simulation method and parallel method, which are suitable for problem of transition in compressible boundary layers. We did stability analysis for supersonic boundary layers on flat plate, cone and some complex geometry case as well. We proposed transition criterion and improve the method for transition prediction. And the turbulent model for high Mach number and high Reynolds number flows is improved. We found the influence of high temperature gas on transition location and investigate the mechanism in bypass transition. Furthermore, we developed a universal code to analyze the stability characteristics and predict transition locations for general compressible flows, which becomes an effective method for complex flows in industries. For the direct numerical simulation of compressible flows, we proposed a series of high-precision, high-resolution numerical method. And based on that, the direct numerical simulations are performed on compressible flat plate, blunt cones, channel flows, compression ramp flows, interaction between shock and turbulent boundary layers. The database constructed is effective support for investigation of turbulence mechanism and model. We investigate the effect of compression, temperature on the wall, interaction between shock and turbulent flow, flow control method and the turbulence combustion. We developed an open high precision CFD code, which is effective for computation of flows in industries. The above achievements have directly supported the development of the major projects in our country.

摘要： 本文选择某一全回转吊舱推进器为研究对象,运用任意网格面元法(AMI)CFD数值计算方法,计算采用的开源数值计算软件OpenFoam对全回转推进器非定常敞水水动力性能进行了研究分析.控制方程离散采用有限体积法,湍流模型选取SSTκ-ω 模型,速度压力耦合采用PIMPLE算法求解.通过与试验结果比较,验证了基于OpenFoam的非定常数值计算方法在全回转推进器敞水性能预报的可靠性和有效性.%In this paper, aAzimuth thrusterwas choosed as the research object to analyze the unsteadyhydrodynamic performance.Using solover in the open-source software OpenFOAM,the governing equation was caculated by finite volume method and the turbulence model was caculated bySSTκ-ωand the PIMPLE algorithm was used to solve Velocity coupled pressure terms.By compared with the experiment results, the reliability and validity of the unsteady numerical calculation method based on OpenFOAM are verified.

摘要： 从工程实际应用的角度介绍和总结了以往工程中常用的一些湍流模式,并分析这些模式对应的优缺点及适用范围.

摘要： Boundary layer flow with adverse pressure gradients (APG ) is a basic problem in many engineering applications .Due to APG ,the flow becomes complex and is difficult to be simulated by numerical method .In the present paper ,a numerical study of two‐dimensional boundary layer flow with APG is conducted based on Reynolds‐averaged Navier‐Stokes (RANS ) equations .Six representative turbulence models are evaluated for APG flow .By comparison of numerical local frictional resistance coefficient and experimental results ,it revealed that k‐ω model has a high precision .Meanwhile ,the turbulent kinetic energy is also studied ,which may be helpful to study the APG flow’s behavior .%边界层逆压梯度作用下的流动是许多工程中的一个基础问题，由于逆压梯度作用，流动形态复杂，使得数值模拟有很大的难度。基于雷诺平均纳维‐斯托克斯RANS（Reynolds Averaged Navier‐Stokes）方程对二维平板逆压梯度边界层作数值计算研究，选取6种代表性的湍流模式，得到局部摩擦系数的数值解，与实验值比较，发现k‐ω模式具有很好的精度。基于该湍流模式，给出了湍动能分布，该结果有助于认识逆压梯度边界层流动的复杂特征。

摘要： 采用定常RANS方法,对长大编组高速列车的横风气动特性进行分析,从流场特性和气动力特性两个方面开展研究。结果表明,横风条件下,列车表面流动现象非常丰富,列车首尾流线型存在较多流动分离、再附等现象,且受横风侧偏角影响较大。在列车背风侧出现两个以上的复杂分离涡系,从列车头车下部开始,向列车下游发展并逐渐远离列车车体。分离涡系是列车承受非定常气动力的根源。列车头车是侧向力、滚转力矩最严峻的车厢,且随着横风侧偏角增大,侧向力、滚转力矩逐渐增大,列车行车环境逐渐恶化。

摘要： 为解释边界层质量注入减少摩擦阻力机理，采用雷诺平均纳维－斯托克斯方程，基于最近发展的的Wilcox k-ω湍流模式，对二维壁湍流质量注入进行了数值研究。计算得到的局部摩擦阻力系数与试验结果比较，表明该模式在该情况下具有较高的精度。在其他参数保持不变的条件下，分有无质量注入2种情况，确认了质量注入会增加边界层厚度的膨胀效应，促进了边界层内湍流的发展程度，解释了减阻效应。通过速度剖面分布、湍动能及涡粘系数的分布比较，有助于加深人们对该流动现象的认识。%For explaining the mechanism of resistance reducing by mass injection into a boundary layer, using Reyn-olds averaged Navier-Stocks ( RANS) equations a numerical investigation on resistance reducing effect by mass in-jection into two-dimensional wall turbulent flow was conducted based on the Wilcox k-ωturbulence model.Compari-son of the local frictional resistance coefficient's numerical result and the experimental result demonstrated that the turbulence model has high precision.Two cases were studied to confirm that the boundary layer is blowing up by mass injection that consisted of mass injection and no mass injection with the same flow condition.It was concluded that turbulence is more developed with the aid of mass injection and this may explain the resistance reducing quali-tatively.By comparing the velocity profile, the turbulent kinetic energy and turbulent eddy viscosity are useful for gaining a deeper understanding of this complex flow.

摘要： Aimed at providing basis for choosing the separation modes of the internal weapon of a high -al-titude and high-speed UAV,models for a cavity and a bomb is built,chimera grid and Menter SST turbu-lence model are utilized to simulate the separation process of the internal weapon at three different separa -tion modes on high-altitude and high-speed condition ,namely:inner free drop ,outer free drop and inner ejection.Comparisons of the flow field characteristics and weapon motion parameters of the three separa-tion modes are made.The results showed that on the condition of Ma=3.7 and an altitude of 25 km,both inner free drop and inner ejection are capable of safely separating the internal weapon ,whereas ,outer free drop is unable to ensure the safety separation of the internal weapon ,the bomb falls slowly with significant pitching oscillation ,which threatens the flight safety of the UAV .%为给高空高速无人机内埋武器分离方式的选择提供权衡依据，建立了弹舱及弹体模型，采用chimera嵌套网格方法与Menter SST k-ω湍流模式，对舱内重力投放、舱内弹射投放及舱外重力投放三种内埋武器分离方式在高空高速条件下的内埋武器分离过程进行了仿真分析，对比了三种分离方式分离过程的流场特性与弹体运动参数。结果表明，在Ma＝3．7，高度为2．5 km的条件下，舱内弹射投放与舱内重力投放能够使内埋武器安全分离，舱外重力投放在高空高速条件下无法完成内埋武器的安全分离，弹体无法快速下落并伴有大幅振荡，威胁无人机的飞行安全。

摘要： 在现代飞行器气动设计中，人们通常基于雷诺平均方法(RANS)框架下的湍流模式对整机气动力进行评估和计算。由于传统的壁面衰减函数峰值并不考虑雷诺数的变化,因此仅能在特定的雷诺数下还原边界层的近壁衰减效应.为了改善这个缺陷,一个结合不同湍流雷诺数的因子被引入壁面衰减函数,从而使其峰值对雷诺数的变化能够合理感知.另外,基于DNS数据,将Bradshaw假设中的常数进行了重新标定,引入平滑的湍涡黏性系数切换函数,最终形成了一个带有剪切应力输运性质的k-ε两方程湍流模式.通过平板、翼型以及机翼对模型的精度进行了校验,结果显示新模式的精度较高,具有一定的工程实用价值.

摘要： 随着风电机组向大型化,轻量化发展,其组成零部件的柔度不断加大,同时风场地形复杂化,湍流强度增加,非稳定因素激励对机组气动性能的影响,机组重力载荷和惯性载荷情况越发复杂化,使得机组振动情况增加.本文从独立变桨、塔架加阻、扇区管理等多方面阐述降低机组振动的方法.风电场可根据风机振动情况进行选择,或多种方法同时进行,以降低机组振动,保证风机使用寿命.

摘要： 尾流是舰船在航行时,由于海浪破碎、空气卷入吃水线以及螺旋桨变化等原因,在舰船后面水域形成的一条具有特殊物理性能的气泡幕带,其具有稳定、持续时间长、物理性质显著、可被有效探测等特点.本文从热学及流体力学角度出发,利用能量方程及湍流模式建立了船舶热尾流的基本数学模型,对船舶热尾流的形成及特点进行了分析.

摘要： 随着风电机组向大型化,轻量化发展,其组成零部件的柔度不断加大,同时风场地形复杂化,湍流强度增加,非稳定因素激励对机组气动性能的影响,机组重力载荷和惯性载荷情况越发复杂化,使得机组振动情况增加.本文从多方面阐述降低机组振动的方法.风电场可根据风机振动情况进行选择,或多种方法同时进行,以降低机组振动,保证风机使用寿命.

摘要： 随着风电机组向大型化,轻量化发展,其组成零部件的柔度不断加大,同时风场地形复杂化,湍流强度增加,非稳定因素激励对机组气动性能的影响,机组重力载荷和惯性载荷情况越发复杂化,使得机组振动情况增加.本文从多方面阐述降低机组振动的方法.风电场可根据风机振动情况进行选择,或多种方法同时进行,以降低机组振动,保证风机使用寿命.

摘要： 为探讨民航客舱内流动现象与污染物传递的机理,本文采用Reynolds Average Navier Stokes(RANS)方法模拟计算客舱中的气流品质,湍流模型分别采用V2k-ε模式与RNG k-ε模式,得到了座舱内的速度场与温度场分布,进而与实验结果相比较,在稳态计算的同时,还分别使用两种湍流模式计算非稳态下座舱内流场的不定常摆动情形,计算结果表明V2k-ε湍流模式,可以更好地模拟座舱内污染物随流场的摆动而传递这一物理现象.

摘要： 尾流是舰船在航行时,由于海浪破碎、空气卷入吃水线以及螺旋桨变化等原因,在舰船后面水域形成的一条具有特殊物理性能的气泡幕带,具有稳定、持续时间长、物理性质显著、可被有效探测等特点.对船舶热尾流的形成及特点进行了分析,从热学及流体力学角度出发,利用能量方程及湍流模式建立了船舶热尾流的基本数学模型.

摘要： 本文采用层流+经验转捩准则+湍流模式方法对高超声速边界层转捩进行预测。采用f(Reθ,Me)类经验转捩准则耦合SA、SST湍流模式，对超声速平板边界层、2°攻角尖锥裙流动和类X-51高超声速飞行器前体流动进行了数值模拟研究。给出了摩阻系数、热流系数和湍动能、涡粘性系数的计算结果，所采用的层流+经验转捩准则+湍流模式方法能够较为正确地预测高超声速边界层转捩。所采用的湍流模式本身的性能对边界层转捩的预测存在影响，主要表现在对来流扰动环境的感受性及涡粘性系数生成两方面。

摘要： 本文利用FLUTENT软件,采用k-ε模型对旋涡哨内部流场进行数值模拟,分析旋涡哨内的流场的速度、压力、湍流强度及湍动能的分布规律.结果表明:旋涡哨内部流场分布具有轴对称性,流动轨迹近似为螺旋线;从中心沿径向方向压力逐渐增大,速度先增大后减小;切向速度先缓慢增大再迅速减小;径向速度在腔体内与出口管内分布趋势相反,在出口管内沿径向方向先增大后减小;轴向速度分布规律不明显.

摘要： 本文利用FLUTENT软件,采用k-ε模型对旋涡哨内部流场进行数值模拟,分析旋涡哨内的流场的速度、压力、湍流强度及湍动能的分布规律.结果表明:旋涡哨内部流场分布具有轴对称性,流动轨迹近似为螺旋线;从中心沿径向方向压力逐渐增大,速度先增大后减小;切向速度先缓慢增大再迅速减小;径向速度在腔体内与出口管内分布趋势相反,在出口管内沿径向方向先增大后减小;轴向速度分布规律不明显.

摘要： 本发明属于潜油电泵技术领域，公开了一种防泥砂湍流叶导轮和基于该湍流叶导轮的湍流泵，防泥砂湍流叶导轮的单级叶轮包括交替排列且均匀分布的举升叶片和湍流叶片，湍流叶片中间设置有由其根部延伸至外端边缘的断口；同时叶轮盖板外圈圆环面设置有径向均布、厚度均等的矩形轮齿。在潜油泵的单节泵出口和单节泵入口分别安装一定比例的上述湍流叶导轮，即构成湍流泵。本发明通过改变泵内液流通道中流体介质的流动状态，减少泥砂的沉积，从而降低潜油电泵卡堵的概率，实现在适度出砂、油泥、沥青质含量高等多种井况下，稳定高效采油生产。

摘要： 本发明公开了一种湍流电解槽以及由湍流电解槽构成的湍流电解生产系统，包括槽体以及将槽体内部空间分隔成阳极室与阴极室的隔膜框，槽体侧壁设有与阳极室连通的出液口，侧壁上部还设有溢流口，槽体内还设有进液管。由湍流电解槽构成的湍流电解生产系统，包括依次连通的电解系统、循环净化系统、冷却系统、调节系统；电解系统包括电解槽组、循环液汇集槽，电解槽组的溢流口、排放口均通过循环液汇集槽与循环净化系统相连，电解槽组的进液管与调节系统相连。本发明解决电极浓差极化和气泡效应现象，能够显著提高电解时的电流效率；由湍流电解槽构成的湍流电解生产系统可实现电解金属锰生产的大型化、低能耗、自动化、机械化，极具推广前景。

摘要： 本发明涉及一种在两相溶剂体系中连续生产式(II)化合物的方法，HO-R1-ONO2 (II)，式II中，R1是具有3至6个碳原子的直链烷基，所述方法包括：使式(I)化合物与硝酸在第一溶剂的存在下进行接触，HO-R1-OH (I)，式I中，R1如上所定义，其中，式(II)化合物被连续萃取到第二溶剂中，并且所述反应在混合微反应器中实施，所述混合微反应器提供的功率损耗是在相同条件下由内径等于所述混合微反应器的平均水力直径、长度等于所述混合微反应器的长度的圆形横截面、直通道微反应器提供的功率损耗的至少1.3倍。

摘要： 本发明提出大气湍流折射率结构常数高度分布模式测量装置，属于空间激光通信技术领域。该测量装置采用三个浮空系留气球作为通信平台，在不同海拔高度上，利用激光信号通过大气信道传输后的变化来实时测量沿水平路径和斜程路径的大气湍流折射率结构常数的分布模式。本发明装置结构简单，操作方便，便于推广应用。

摘要： 本发明属于潜油电泵技术领域，公开了一种防泥砂湍流叶导轮和基于该湍流叶导轮的湍流泵，防泥砂湍流叶导轮的单级叶轮包括交替排列且均匀分布的举升叶片和湍流叶片，湍流叶片中间设置有由其根部延伸至外端边缘的断口；同时叶轮盖板外圈圆环面设置有径向均布、厚度均等的矩形轮齿。在潜油泵的单节泵出口和单节泵入口分别安装一定比例的上述湍流叶导轮，即构成湍流泵。本发明通过改变泵内液流通道中流体介质的流动状态，减少泥砂的沉积，从而降低潜油电泵卡堵的概率，实现在适度出砂、油泥、沥青质含量高等多种井况下，稳定高效采油生产。

摘要： 本发明公开了一种湍流电解槽以及由湍流电解槽构成的湍流电解生产系统，包括槽体以及将槽体内部空间分隔成阳极室与阴极室的隔膜框，槽体侧壁设有与阳极室连通的出液口，侧壁上部还设有溢流口，槽体内还设有进液管。由湍流电解槽构成的湍流电解生产系统，包括依次连通的电解系统、循环净化系统、冷却系统、调节系统；电解系统包括电解槽组、循环液汇集槽，电解槽组的溢流口、排放口均通过循环液汇集槽与循环净化系统相连，电解槽组的进液管与调节系统相连。本发明解决电极浓差极化和气泡效应现象，能够显著提高电解时的电流效率；由湍流电解槽构成的湍流电解生产系统可实现电解金属锰生产的大型化、低能耗、自动化、机械化，极具推广前景。

摘要： 本发明公开了一种幂指数型Airy光束轨道角动量模式在等离子体湍流中传输的计算方法，步骤包括：S1、基于菲涅尔惠更斯衍射积分，推导幂指数型Airy光束在自由空间的传播公式；S2、基于各向异性等离子体鞘套湍流折射率起伏功率谱函数建立随机相位屏；S3、计算幂指数型Airy光束通过多层随机相位屏的衍射传输后，到达接收面的轨道角动量模式分布。本发明计算了等离子体湍流中幂指数型Airy光束的轨道角动量模式的传输特性，对研究等离子体湍流中涡旋激光波束的传播问题和近地空间的通信问题提供了理论依据。

摘要： 一种基于中尺度数值模式WRF的大气湍流结构常数预报方法，包括如下步骤：步骤1，WRF模式前处理系统WPS准备输入场，步骤2，WRF模式输入场数据动力初始化，步骤3，WRF模式数值积分预报得气象参数，步骤4，解码WRF模式输出的NetCDF格式预报结果数据文件，步骤5，获取大气湍流结构常数。本发明所公开的方法首次实现了对大气湍流结构常数的预报，能够预报未来某一时间段内某一区域大气湍流结构常数的空间分布，可为无线电系统的正常运行提供环境保障。

摘要： 本实用新型提供一种湍流器上盖，包括依次连接的顶板、侧壁和底板，所述底板上设有进气口，所述侧壁上设有两个以上的出气口，所述底板上设有连接部。本实用新型中，顶板用于将湍流器上盖的顶部密封，连接部用于与湍流子内筒体的上端进行连接，气体从湍流器上盖的侧壁上流出，相邻的湍流器上盖之间的气体相互对流，即相邻的内筒体之间的气体能在内筒体的上方相互对流。因此，本实用新型的湍流器上盖能够提高气体的湍流程度，提高脱硫的效果。本实用新型还提供一种湍流子，以及提供一种湍流器，具有除硫效率高的优点。

摘要： 本发明公开了一种研究湍流模式下液滴蒸发与燃烧特性的装置及方法，包括燃烧室、温度控制器、高速摄像机、数据采集仪、计算机、高压气瓶等，燃烧室是液滴完成蒸发或燃烧的区域，与温度控制器、计算机连接，温度控制器可控制流过加热丝的电流，继而控制燃烧室温度，高速摄像机记录液滴的蒸发或燃烧过程，数据采集仪记录燃烧过程中的液滴周围的气相温度变化，高压气瓶连接燃烧室，对燃烧室进行充气，以实现燃烧室内高压和不同气氛环境。本发明提供的研究湍流模式下液滴蒸发与燃烧特性的装置及方法，能任意调整和维持燃烧室的温度，同时还能实现燃烧室内湍流和高压环境，从而保证实验变量的多样性和实验结果的精确性。