基于近场动力学理论的混凝土重力坝地震响应数值模拟

近场动力学基于非局部作用思想直接求解积分形式的运动方程,避免了传统的局部微分方程求解不连续问题时的奇异性,可以有效地求解连续和非连续变形问题,在众多领域已得到成功应用.本文建立了混凝土重力坝地震动力响应的键基近场动力学模型,采用FORTRAN90语言编程实现,并通过在三层虚拟节点施加地震加速度实现了地震波的输入.首先通...     

尾墩体型优化对消减南水北调典型渡槽水位波动的效果研究

南水北调中线工程大流量输水期间,部分渡槽出现尾墩下游尾涡交替作用及槽身段水位大幅波动现象,严重影响工程的输水稳定及结构安全。针对提出的“渐收缩、加长尾墩”用以破除尾涡、消减水位波动的尾墩体型优化方案,采用RNG k-ε模型和VOF方法,研究不同尾墩型式及尾墩长度对消波控制的效果,并确定了适宜的工程措施。研究结果表明,在各类常见墩体型式中,椭圆形尾墩对消波控制效果最佳;当其墩体加长至8 m时,消波控制效果显著,可有效改善槽身水流流态和水力特性;尾墩长度超过一定范围后,对槽身段水位波动的消减效果提升较小,推荐墩体长度采取8 m左右,兼顾控制水位波动效果和工程投资最少要求。     

槽身长度对南水北调中线工程典型渡槽水位波动现象的影响研究

南水北调中线工程大流量输水期间,部分渡槽出现了不同程度水位波动现象,对安全调度有一定影响,尤其是槽身越短的渡槽现象越明显。采用RNG k-ε模型和Tru-VOF方法,针对典型渡槽建立了不同槽身长度的若干组全三维数值模型,探究槽身长度参数对水位波动的影响。研究结果表明：渡槽下游尾墩出口处形成的卡门涡街是波动的策源地旋涡造成局部阻水,进而产生波动向上游传递。随着槽身长度增加,波动传递能量逐步耗散,流速最大值及水位波动幅值不断减小,当长度超过800 m后,水位波动能量基本耗散。成果可为工程平稳调度和安全运行提供借鉴与参考。     

U形渡槽施工期温度模拟与应力分析

结合U形渡槽的实际情况,采用三维有限元方法模拟渡槽浇筑过程,仿真分析了渡槽施工期温度场和应力场.计算结果表明:U形渡槽槽壁较薄,温度场很快达到准稳定温度场,应力主要由外部约束引起,应力值较小,一般不会造成结构开裂.     

弯管内三维流场水力特性数值模拟

为研究弯管三维流场的流态、压强分布及局部水流空化等水力特性,采用Realizable k–ε紊流模型对弯管流场进行三维数值模拟,研究分析雷诺数、渐变段形状、曲率半径比及转角对弯管流场的影响.结果表明:随着雷诺数增大,弯管内侧压强逐渐减小,甚至出现负压,此时水流易产生空化现象;在雷诺数相同的情况下,弯管入口上游设置渐变段...     

双流道叶轮内湍流的三维数值模拟

对双流道泵叶轮内三维不可压湍流流动进行了数值模拟。计算采用了雷诺时均N-S方程和修正了的k-ε湍流模型，计算在体贴坐标系和交错网格中进行并采用了SIMPLE-C算法。计算结果揭示了双流道泵叶轮内湍流流动的压力分布和速度分布规律。研究结果可以用来对双流道泵进行性能预测并为双流道泵的优化设计创造了条件。     

离心泵叶轮内变工况三维湍流数值模拟

采用工程上广泛使用的标准k—ε两方程湍流模型,对离心泵最佳工况和大流量工况、小流量工况进行了叶轮内部流动的数值模拟,对3种工况下叶轮内的相对流动、径向流动及切向流动进行了分析,探讨了轴向旋涡的特征、叶片流道的挟持约束作用、叶片流道内的压力分布与流量的关系等流动特性。     

U形渡槽施工期温度模拟与应力分析

结合U形渡槽的实际情况,采用三维有限元方法模拟渡槽浇筑过程,仿真分析了渡槽施工期温度场和应力场。计算结果表明：U形渡槽槽壁较薄,温度场很快达到准稳定温度场,应力主要由外部约束引起,应力值较小,一般不会造成结构开裂。     

射流自吸式离心泵三维湍流数值模拟与实验分析

为了获取射流自吸式离心泵内部流动信息,以一内置射流喷嘴的自吸式离心泵为研究对象,建立了各过流部件三维水体,采用了RNG k-ε湍流模型,通过6组网格无关性检查,确定了计算所需网格,运用CFX 14.0流场分析软件数值模拟预测了7种不同工况下外特性和内部流动,得到了全流场压力、速度等物理量变化规律,并将数值模拟结果与开式实验台测试结果作了对比分析。结果表明,设计工况下数值模拟与实验扬程、轴功率和效率的相对误差为2.63%、6.16%和14.29%,泵实际效率较低,其值为15.68%;当流量Q3.5 m3/h时数值模拟和实验的功率曲线呈近似水平直线,变化很平缓;喷嘴到直线段之间的速度分布沿旋转轴对称,扩散段和叶轮进口之间速度呈上大下小分布,液流不均匀进入叶轮进口;L=0.148 m处是静压、速度和湍动能耗散率等物理量剧烈变化的分界点,静压在此处为最小值,而速度和湍动能耗散率为最大值。数值计算结果为该泵性能预测设计提供了直观的理论依据。     

MODFLOW 在井灌区地下水数值模拟

利用地下水数值模拟软件VISUAL MODFLOW，根据三河市的水文地质条件，建立三河市研究区的地下水流动模型，对三河市地下水水位进行分析和预测。模拟结果表明：计算地下水位和实测结果吻合较好，模型可以用来对该区的地下水位和水量进行模拟和预报。利用模型对该区域种植结构优化后的地下水水位进行模拟和预测。     

空气滤清器内不可压缩三维湍流流场的数值模拟

应用通用CFD软件STAR-CD,采用SIMPLE算法和高雷诺数κ-ε湍流模型。对某一型号空气滤清器内的不可压缩湍流流场进行了三维数值模拟,其中使用了多孔介质模型对滤网进行了模拟。给出了空气滤清器内的速度场和压力场。着重分析了进气角度不同时的空气滤清器内速度和压力分布。计算结果表明：空气滤清器内存在涡流：改变入口的进气角度,可以使涡流的大小及位置发生改变;气流在多孔介质区域产生了很大的压力损失。     

铸铁件三维凝固数值模拟的研究

利用计算机数值模拟技术研究了砂型铸造的传热过程 ,并对实际生产件——东方红 412 5发动机气缸体进行了模拟分析 ,结果与实际情况吻合良好     

双向流道泵装置内三维流动数值模拟

为了防止和消除双向流道泵装置进水流道内的漩涡和涡带,确保水泵机组的安全运行,在双向进水流道底部泵进口下方加设曲线导流墩.通过CFD软件对设导流墩的双向流道泵装置内部流动进行数值模拟,获得泵装置内部的三维流动速度场,并预测了泵装置的性能.结合模型泵装置试验的内外特性,着重研究了双向进水流道的出口流速分布及其对泵装置性能的影响.计算结果表明加设导流墩的双向进水流道出口断面流速分布较为均匀,流速均匀度达到93％,满足水泵运行的需要;装置性能良好,最优工况点的装置效率为68.89％.模型试验观测显示导流墩的设置有效地防止水泵进口下方涡带的产生,在各种试验工况下进水流道内均未发现涡带,水泵运转平稳无振动,可保证机组安全可靠运行.比较进水流道出口流速分布的计算结果与模型试验结果,二者在总体结构上相近,数值模拟对泵装置性能预测结果在最优工况点与试验结果基本吻合.     

垂直多孔喷嘴内部流动空穴现象数值模拟分析

柴油机喷嘴内部空穴流动是影响喷雾特性的重要因素,在对柴油机喷嘴喷孔内部空穴流动现象分析的基础上,利用混合多相流空穴模型对垂直多孔喷嘴完全发展了的空穴流动进行了三维数值模拟,分析了喷油压力、气缸背压及喷孔入口圆角半径与喷孔倾角对喷孔内部空穴分布的影响。验证了低空穴参数对应的空穴层延伸长度较长,喷孔入口锐边过渡会增加喷孔出口液流紊乱,从而加速雾化。     

高温熔盐泵叶轮内变工况三维湍流数值模拟

以高温熔盐泵为研究对象,基于Reynolds时均化的N-S方程和标准的k-ε2方程湍流模型,运用流场计算软件Fluent,计算了该泵叶轮在不同工况下的内部流场,在对该泵叶轮内部流速分布、压力分布等计算结果分析的基础上,提出了设计上的一些改进措施,为该叶轮优化设计及泵叶轮内两相流动研究提供参考。     

MODFLOW在井灌区地下水数值模拟中的应用

利用地下水数值模拟软件VISUAL MODFLOW,根据三河市的水文地质条件,建立三河市研究区的地下水流动模型,对三河市地下水水位进行分析和预测.模拟结果表明:计算地下水位和实测结果吻合较好,模型可以用来对该区的地下水位和水量进行模拟和预报.利用模型对该区域种植结构优化后的地下水水位进行了模拟和预测.     

河道水流三维数值模拟研究与发展

河道水流的流态往往非常复杂。在设计水利设施的过程中,应综合考虑验证建造河道的水力因素,因此无法采用单纯的水力设计计算,需进行相应的物理试验来测定水利设施的合理性。随着计算机技术的不断提升,数值模拟技术得到飞速发展,数值模拟技术也逐渐被应用到水利工程中,由于数值模拟的准确性及便利性,数值模拟在水利工程领域变得愈加重要。该文详细阐述水流三维数值模拟的研究发展过程,总结水流模拟的优势和弊端,为数值模拟的发展提供参考依据。      

柴油机螺旋进气道三维数值模拟

运用CFD软件STAR-CD对某拖拉机用柴油机螺旋进气道进行了三维数值模拟。通过模拟计算可以比较准确地得到直观的进气道和缸内流场。模拟计算的涡流比及流量系数与试验结果具有较好的一致性,并对偏差产生原因进行了分析。     

低比转数冲压多级泵叶轮内三维流动数值模拟

应用标准k-ε湍流模型加壁面函数法对低比转数冲压多级离心泵叶轮内的三维湍流流动进行了时均N-S方程的数值计算。分析了叶轮内部流场的速度分布和压力分布,研究了离心泵叶轮通道内流动的规律。并利用CFD软件CFX的模拟结果得到了设计工况下离心泵叶轮的扬程和效率的预测值,预测结果与相关的试验数据相吻合。     

柴油机燃油喷雾的三维数值模拟研究

在对柴油机喷嘴建立三维动态网格并对其内部流动进行数值模拟之后,得到喷孔出口的瞬态质量流率,作为后续喷雾模型得出边界条件。把燃油喷射系统内部流动和喷雾结合起来研究,将能更真实地和更准确地反映燃油喷射现象,为柴油机燃油喷射系统技术水平的发展提供强有力的理论依据。