绕流

摘要： 以风琴管喷嘴为研究对象,基于k-ε模型,应用Fluent软件进行数值模拟,分析风琴管喷嘴内流场的分布规律,结果表明,流体流经合适收缩截面后压力场和速度场发生明显改变,并出现“缩脉”现象,在收缩截面后方近壁面处出现旋涡,由此产生一个低速低压区。同时,总结了两收缩面后方流场的异同点,研究了收缩面形状及流道直径比对流场产生的影响。

摘要： 对二维无限大多孔介质内单向均匀水平流垂直绕过"固体小圆柱-多孔介质环-水环-多孔介质"复杂四层结构下的流场进行了解析求解.内、外多孔介质区域均采用Brinkman模型,纯流体水环采用Stokes模型,通过耦合界面间的质量、动量守恒关系得到了各区域流函数的通用表达式.在此基础上分析了不同几何参数,不同内、外多孔介质渗透系数情况下,圆柱外绕流的流型变化;着重研究了水环间隙以及内、外多孔介质渗透系数的变化对流型及横向、纵向速度分布的影响.结果表明:外部多孔区流型主要受控于外部渗透系数;水环间隙宽度对水环内速度峰值影响较大;内部渗透系数增加到某一临界值情况下,横截面速度分布从阶梯形变为抛物形,即"穿透"现象.研究结果对有类似结构的地埋管换热器、地下水污染物吸收装置、地下水测速装置等的设计研发有理论指导意义.

摘要： 为研究综采工作面面间煤柱留设宽度及加固范围,以陕西铜川玉华煤矿一采区为工程背景,首先建立采空区上覆岩土体自重荷载向煤柱传递的传力拱模型,通过求解传力拱模型,对采空区上覆岩土体荷载向煤柱的传递机理进行分析研究.再结合极限平衡理论与刚塑性理论,给出煤柱最小留设宽度与煤帮加固范围计算式.进一步对传力拱影响范围的各参数进行分析,结果表明:当开采宽度小于临界值,煤柱留设宽度随工作面埋深、工作面倾向长度增大而增大,随顶板材料黏聚力、内摩擦角的增大而减小;开采宽度超过临界值时,作用在煤柱上的荷载发生绕流现象.最后根据研究结果进行工程验证,巷道表面位移观测结果说明所设计的煤柱尺寸合理可靠.研究结果对类似开采条件下的区段煤柱宽度确定具有参考意义.

摘要： 本文基于workbench-fluent的二维模拟对串列三圆柱形桥墩的水流流场结构进行研究,探究了桥墩在不同间距以及不同串列轴线与水流方向角度组成的不同工况下对水流的偏导作用.通过采用标准k-ε湍流模型对5种不同圆柱圆心间距与直径的比值,以及6种不同桥墩串联轴线与水流夹角的组合工况进行模拟研究,结果表明:串联多圆柱形桥墩对水流的偏导作用主要有串联桥墩对水流的反射作用和由于桥墩间的压缩作用使桥墩的绕流尾迹发生偏转,造成绕流的漩涡阻力不对称分布.并进一步分析了桥墩绕流尾迹偏角与桥墩间距以及角度的相关关系.

摘要： 本文基于workbench-fluent的二维模拟对串列三圆柱形桥墩的水流流场结构进行研究,探究了桥墩在不同间距以及不同串列轴线与水流方向角度组成的不同工况下对水流的偏导作用。通过采用标准k-ε湍流模型对5种不同圆柱圆心间距与直径的比值,以及6种不同桥墩串联轴线与水流夹角的组合工况进行模拟研究,结果表明:串联多圆柱形桥墩对水流的偏导作用主要有串联桥墩对水流的反射作用和由于桥墩间的压缩作用使桥墩的绕流尾迹发生偏转,造成绕流的漩涡阻力不对称分布。并进一步分析了桥墩绕流尾迹偏角与桥墩间距以及角度的相关关系。

摘要： 利用ERA5再分析资料和融合降水数据,针对2018年5月21-22日发生在中国四川盆地西南部的一次山地突发性暴雨,首先对其降水强度和天气概况进行相关分析,并且通过绕流和爬流方程,将流场分解为绕流和爬流分量,重点探讨地形对于过山气流的影响及其对降水的作用。研究表明:受欧亚中高纬低槽槽后西北气流引导冷空气南下和西南低涡东移的共同影响,在四川盆地西南部山区发生了一次强降水过程。此次降水范围较广、强度大并且降水时间集中,是一次典型的山地突发性暴雨事件。由于地形的阻挡作用,使得来自东北方向的气流发生旋转,产生绕流运动,在盆地内形成局地涡旋。同时盆地和盆周山地之间的地形高度差强迫过山气流产生爬流运动,导致垂直上升运动加强。在绕流与爬流的共同作用下,为此次突发性暴雨的发生发展提供了有利的流场条件。进一步分析得出地形区域内爬流分量略大于绕流分量,即气流对于山地屏障的地形适应以爬流运动为主,绕流运动次之,地形爬流产生的垂直上升运动与雨带的分布密切相关。

摘要： 大型调水工程通常采用深水明渠输送,受供水保证率制约,渠道边坡衬砌板的修复通常只能在不停水条件下进行。内静外动钢围堰目前采用的是一种新的深水渠道水下施工技术。为评估施工对渠道输水的影响,对钢围堰绕流水力特性开展研究十分必要。通过采用三维水动力数值模拟与概化物理模型验证相结合的方法,对比分析了钢围堰渠段的水深场和流速分布的空间变化。研究表明钢围堰绕流影响了上下游渠道的流态,形成约0.11 m的局部水头损失;上游壅水长度约40 m,平均壅高约0.15 m;缩窄段局部水面跌落,流速增大为上游来流的1.58倍;下游扩散段有回流区,造成湍动能集中耗散,同时卷吸作用则对截留施工漂浮物有利。虽然钢围堰渠段的水流结构历经收缩与扩散的调整,但过流总体比较适顺,对渠道过流能力影响较小;研究成果可以为深水明渠护坡的不停水维修施工提供技术支撑。

摘要： 风电场中电力杆塔对风的遮挡可能造成下游风电机组输出功率的降低,为了分析杆塔遮挡对下游风电机组迎风风速的削弱作用,提出了一种基于亚临界雷诺值的杆塔绕流风速模型,该模型计及了尾流效应、山体地形、随机风向三个因素,研究了杆塔绕流对风电机组输出功率的影响;通过理论评估值与山西某风电场的实际监测数据的对比分析可知:在一些特定环境下,绕流效应对风电机组输出功率的影响不可忽视.因此,有必要评估杆塔绕流效应对风电机组输出功率的影响,为风电机组的微观选址提供理论指导.

摘要： 在“层流固井”中，水泥浆容易绕过前面的钻井液和井壁黏稠的钻井液，而发生绕流现象。这种现象容易引起水泥浆与钻井液混浆，从而造成环空水泥环胶结不良。尽管人们在预防绕流的机理研究方面做了大量的工作，但至今仍未对注水泥顶替的优化设计方法形成统一的认识。通过室内绕流实验研究和大量的现场固井实践，发现套管的“重点扶正”、水泥浆柱的“负密度梯度结构”、冲洗液的“高效降黏”、隔离液的“强力牵引”和水泥浆的“稠浆慢替”是减少绕流、提高层流顶替效率的有效措施。应用上述固井技术措施，在南海海域十多口井的固井作业均取得了成功，固井质量达到了优良水平。

摘要： 本文采用RNG k-ε紊流模型对气液两相流绕流错列圆柱管束的流动进行了数值模拟.数值计算采用SIMPLE算法。重点研究了不同雷诺数以及节距比下流场的变化情况。结果表明：随雷诺数增大,上游圆柱尾部出现明显的旋涡脱落,旋涡产生频率增加,中间管排的尾部旋涡脱落频率较下游圆柱大；节距比变大,旋涡分布有一定周期性,脱落频率变大；数值模拟结果与实验结果基本一致.

摘要： 本文运用CAD(ComputerAided Design)、计算流体动力学(CFD，Computational Fluid Dynamics)和快速原形(RP，Rapid Prototyping)/快速制模(RT，Rapid Tooling)先进制造技术，设计并制造出试验用滴灌带样件，在自行研制的水力性能试验平台上进行了水力性能研究。在初始设计阶段，由于流道单元多且为封闭结构，采用单一的RP技术难以成功地制造出灌水器试验样件。为此，本文首先根据绕流原理，完成流道的理论计算；然后采用CAD技术完成其三维结构设计：接着，利用CFD技术分析其水力性能和抗堵塞能力：最后，采用了RP/RT复合的方法制造出灌水器塑料件，直接用于该种单翼滴灌带的水力性能试验，实现滴灌带的快速定型。

摘要： 首先采用大涡模拟(LES)方法和Reynolds平均Navier-Stokes方法对单个建筑物的绕流进行了计算。数值模拟采用控制体积法求解,亚格子模型选用Smagorinsky-Liuy模型,RANS方法选择较广泛使用的标准k-ε模型。对沿流向建筑物对称面上的平均速度和平均压力与已有的实验数据进行了对比。结果表明,大涡模拟的结果要优于RANS方法。

摘要： 本文研究基函数法在二维情况下可压缩粘性流动中的应用,并利用此方法数值地计算了二维圆柱的超音速粘性绕流问题.基函数法是吴望一首先提出的一种新型的计算方法,此方法直接在非结构网格中离散微分算子.在利用基函数法数值研究无粘可压缩流动问题的过程中,取得了令人满意的结果.本文取一阶三角函数为基函数,构造出导数的中心格式和迎风格式.对于可压缩N-S方程中的对流项,文中采用通量分裂法及中心格式与迎风格式相结合的技术;对于可压缩N-S方程中的粘性项,则采用中心格式进行处理.由此,构造出了数值求解粘性可压缩流动的一阶三角函数类型的基函数格式.通过对两个算例的数值计算结果表明,基函数法不仅在处理无粘可压缩流动时,是一种高精度、高分辨率的新型计算方法,而且在处理粘性可压缩流动问题时也一样是行之有效的。

摘要： 采用非结构网格谱元法对具有旋转速度(S)的横向排列双圆柱绕流进行了直接数值模拟，考察了圆柱间距T/D=1.6和3时不同旋转方式下旋转对流动特性的影响。研究表明：对同向和加速型的旋转方式，绕流随S增大同单旋转圆柱的流动情形类似；而对阻塞型旋转方式，随S增大，在双柱周围形成封闭的回流区，回流区外部流场与单元柱势流解相似。

摘要： 在翼型体、圆柱钝体和槽道壁表面生成一定时序与空间分布的电磁场，在相关流体边界层上产生一定时间尺度与空间尺度分布的电磁体积力(洛伦茨力)，从而改变流体边界层的结构，实现了对翼型、钝体绕流流场的有效控制，达到控制流体边界层分离与脱落、消涡减阻与改善升力特性的目的．调整电磁体积力的时间顺序与空间分布范围，从而获得了一种研究多尺度湍流拟序结构的方法，为探索湍流结构、研究湍流的生成机理与演化过程提供了一种分析手段,为翼型、钝物体等的绕流控制提供了一种应用基础技术．

摘要： 坡面流的阻力十分复杂，一直是大家十分关注的科学问题之一。本文针对复杂坡面问题，通过数值模拟实验，细致讨论了坡面薄层水流的流动及其阻力特性，分析了绕流在其中发挥的重要作用，以及阻力与常见参数(如坡度、流量)之间的关系。结果表明：坡面薄层水流性质复杂，各个影响因素在常见的环境条件范围内变化较大；常见雨强情况下，水流无法完全淹没地表凸起，绕流现象明显，坡面地形是坡面流表面形状的核心影响因素；绕流引起水流的集中，使相应区域水深增加、流速加快、坡面所受压强和切应力增加；复杂坡面上薄层水流的阻力性质与明渠流差别很大，坡度、流量等对坡面流阻力影响明显，阻力与环境参数之间具有比较复杂的对应关系。

摘要： 在复杂海洋环境进行石油勘探、开采常需搭建工作平台，当平台桩柱置于流场时，将改变其周围的流动情况，发生绕流，产生柱前马蹄涡和柱后尾涡等流动现象。这些改变将影响平台的稳定性，极大地威胁了平台的安全工作。本研究采用有限体积法和SIMPLE 算法，运用FLUENT 软件对高流速下平台圆柱桩脚周围的局部流场进行了模拟研究，得到圆柱桩脚周围的速度和压力分布，通过速度和压力的变化比较，分析海水绕过桩柱所产生的绕流阻力；另外，从分布图中还可以清晰地看到桩柱壁四周漩涡的出现，在桩脚附近的漩涡使得周围泥沙打破原来的平衡状态，随流翻滚湍动，导致床底的局部冲刷，根据漩涡的形成和运动状态，帮助分析桩柱的稳定性，为其设计提供参考依据。

摘要： 基于运动重叠网格求解不可压层流Navier-Stokes方程组的方法,数值模拟了模型昆虫悬停和前飞两种典型的飞行状态。计算结果表明：以较小平均拍动角悬停和前飞的昆虫,左、右两翅产生的涡互不干扰。其中,悬停飞行中每个翅膀在一次拍动中产生新的涡环,并与上次拍动产生的涡环连接,向下移动。形成“之”字形的涡环链。下拍涡环和上拍涡环的强度相当,一次拍动形成的涡环大约在一个拍动周期后耗散。而前飞状态下由于双翅在上拍和下拍时有效拍动速度的不同而形成强度不同的下拍涡环和上拍涡环。其中下拍涡环的强度大于上拍涡环,上拍涡环的耗散期约为整个拍动周期的一半。

摘要： 一种地下连续墙槽段H型钢接头止浆板防砼绕流装置，包括两块分别设置于地连墙工字型止水钢板翼缘板上的止浆板，所述止浆板一端与工字型止水钢板翼缘板固定连接，另一端为自由端，其中一块止浆板与工字型止水钢板翼缘板内部固定连接，另一块止浆板与工字型止水钢板另一边的翼缘板外部固定连接；所述止浆板是厚度为0.5mm、长度高于钢筋笼500mm左右的镀锌铁皮。在施工时，先设置H型钢下边翼缘板内侧止浆板，后设置H型钢上边翼缘板外侧止浆板，无需将止浆板的自由端与钢筋连接，因此，灌注混凝土时，止浆板自由端张开不受限制，能够按设计要求全部打开，有效地防止了灌注混凝土绕流进入H型钢腹板内，很好地解决了接头处混凝土绕流问题。

摘要： 本发明公开了一种绕流物体和工况改变时流场特征量的快速预测方法，该方法包括：生成深度学习网络输入数据，该生成方法适用于任何二维或三维几何模型；基于该输入数据及流场初始条件和工况条件，构建用于流场预测的深度学习网络结构；对该深度学习网络进行训练，以得到流场预测模型；该方法实现了深度学习对任意的复杂几何物体进行流场预测的要求，并且可以同时考虑到不同工况条件的影响，使深度学习在流场方面的广泛应用成为了可能；并且可以应用于流固耦合系统降阶模型的建立等场合中。

摘要： 本发明属于计算流体力学领域，具体涉及一种用于飞行器定常绕流数值求解的流场初始化方法。本发明基于已知飞行状态的绕流定常解，完成飞行器定常绕流数值求解的流场初始化，包括以下步骤：计算待初始化状态来流条件下流场压强初值；计算待初始化状态来流条件下流场马赫数初值并修正流场压强初值；计算待初始化状态来流条件下流场温度初值与速度初值；计算待初始化状态来流条件下流场速度矢量初值；插值得到待初始化状态对应网格上流场压强、温度、速度矢量初值。本发明提出的方法计算量小、通用性强，显著提高了流场初始化质量，大幅提高多状态飞行器定常绕流数值求解效率。

摘要： 本发明公开了一种三角绕流滴灌灌水器流道。该流道基于水力学中三角绕流、突扩管及突缩管的流动机理而提出，由突扩、突缩的三角形扁柱体与内置其中的绕流三角扁柱体构成流道单元，若干个流道单元依次连接成为整体，构成三角绕流滴灌灌水器的流道。本发明构造的滴灌灌水器流道，过流断面大，同时具有突扩突缩管和三角绕流的水力特性，主流区水流紊动强烈，具有高效率的消能效果及固化物输运能力，从而增强了滴灌灌水器的抗堵塞性能及灌水均匀性。本发明能够构造多种结构形式的滴灌灌水器，可广泛适应于大田作物、蔬菜及林果业等灌溉的需求。

摘要： 一种地下连续墙槽段H型钢接头止浆板防砼绕流装置，包括两块分别设置于地连墙工字型止水钢板翼缘板上的止浆板，所述止浆板一端与工字型止水钢板翼缘板固定连接，另一端为自由端，其中一块止浆板与工字型止水钢板翼缘板内部固定连接，另一块止浆板与工字型止水钢板另一边的翼缘板外部固定连接；所述止浆板是厚度为0.5mm、长度高于钢筋笼500mm左右的镀锌铁皮。在施工时，先设置H型钢下边翼缘板内侧止浆板，后设置H型钢上边翼缘板外侧止浆板，无需将止浆板的自由端与钢筋连接，因此，灌注混凝土时，止浆板自由端张开不受限制，能够按设计要求全部打开，有效地防止了灌注混凝土绕流进入H型钢腹板内，很好地解决了接头处混凝土绕流问题。

摘要： 本发明公开了一种绕流物体和工况改变时流场特征量的快速预测方法，该方法包括：生成深度学习网络输入数据，该生成方法适用于任何二维或三维几何模型；基于该输入数据及流场初始条件和工况条件，构建用于流场预测的深度学习网络结构；对该深度学习网络进行训练，以得到流场预测模型；该方法实现了深度学习对任意的复杂几何物体进行流场预测的要求，并且可以同时考虑到不同工况条件的影响，使深度学习在流场方面的广泛应用成为了可能；并且可以应用于流固耦合系统降阶模型的建立等场合中。

摘要： 本发明属于计算流体力学领域，具体涉及一种用于飞行器定常绕流数值求解的流场初始化方法。本发明基于已知飞行状态的绕流定常解，完成飞行器定常绕流数值求解的流场初始化，包括以下步骤：计算待初始化状态来流条件下流场压强初值；计算待初始化状态来流条件下流场马赫数初值并修正流场压强初值；计算待初始化状态来流条件下流场温度初值与速度初值；计算待初始化状态来流条件下流场速度矢量初值；插值得到待初始化状态对应网格上流场压强、温度、速度矢量初值。本发明提出的方法计算量小、通用性强，显著提高了流场初始化质量，大幅提高多状态飞行器定常绕流数值求解效率。

摘要： 本发明公开了一种三角绕流滴灌灌水器流道。该流道基于水力学中三角绕流、突扩管及突缩管的流动机理而提出，由突扩、突缩的三角形扁柱体与内置其中的绕流三角扁柱体构成流道单元，若干个流道单元依次连接成为整体，构成三角绕流滴灌灌水器的流道。本发明构造的滴灌灌水器流道，过流断面大，同时具有突扩突缩管和三角绕流的水力特性，主流区水流紊动强烈，具有高效率的消能效果及固化物输运能力，从而增强了滴灌灌水器的抗堵塞性能及灌水均匀性。本发明能够构造多种结构形式的滴灌灌水器，可广泛适应于大田作物、蔬菜及林果业等灌溉的需求。

摘要： 本发明公开了一种缩放形圆柱绕流滴灌灌水器流道。该流道基于水力学中缩放管及圆柱绕流的流动机理而提出，流道单元由缩放形的扁柱体与内置其中的绕流圆弧形扁柱体构造而成，若干个单元依次连接成为整体，构成缩放形圆柱绕流滴灌灌水器的流道。本发明构造的滴灌灌水器流道，过流断面大，同时具有缩放管和圆柱绕流的水力特性，主流区水流紊动强烈，具有高效率的消能效果及固化物输运能力，从而增强了滴灌灌水器的抗堵塞性能及灌水均匀性。本发明能够构造多种结构形式的滴灌灌水器，可广泛适应于大田作物、蔬菜及林果业等灌溉的需求。

摘要： 本实用新型公开了一种三角绕流滴灌灌水器流道。该流道基于水力学中三角绕流、突扩管及突缩管的流动机理而提出，由突扩、突缩的三角形扁柱体与内置其中的绕流三角扁柱体构成流道单元，若干个流道单元依次连接成为整体，构成三角绕流滴灌灌水器的流道。本实用新型构造的滴灌灌水器流道，过流断面大，同时具有突扩突缩管和三角绕流的水力特性，主流区水流紊动强烈，具有高效率的消能效果及固化物输运能力，从而增强了滴灌灌水器的抗堵塞性能及灌水均匀性。本实用新型能够构造多种结构形式的滴灌灌水器，可广泛适应于大田作物、蔬菜及林果业等灌溉的需求。