本刊1999年度优秀论文评定

为鼓励本校师生积极撰写优秀论文，进一步提高《上海理工大学学报》的学术水平，一年一度的优秀论文评选工作结束．现根据本刊１９９９年刊用文章（７篇）的审稿意见，经编委会通过，评出１９９９年度优秀论文如下；论文题目　　　　　　　　　　　　　　　　　作者姓名１、ＥＨＤ强化凝结换热研究的进展与现状　　　　　　　　　黄　　李瑞阳　郁鸿凌　施伯红２．河道中钝体周围的床面冲刷试验研究　黄远东　吴文权　张红武　李远发３．氨化铝（ＡＩＮ）薄膜的光学特性研究　　韩莹　庄松林　袁一方４生物型组织和管理模型综述　　　　　　…     

基于RNG k-ε湍流模型钝体绕流的数值模拟

采用RNG k-ε湍流模型对钝体绕流流场进行了数值模拟．计算采用非交错网格的有限体积法求解二维不可压N-S方程．计算结果表明，RNG k-ε湍流模型可以成功地模拟绕钝体的不稳定、非定常和剧烈分离流动。     

二维浅水流动的涡运动学特性及动力学特征

建立了二维浅水流动的旋涡诱导速度公式，在已知旋涡场和胀量场时，由该表达式可确定流动速度场，对比分析了二维浅水流动中的涡运动与可压缩流动中涡运动的异同点。     

数值模拟圆柱统流旋涡生成、分离及演化

本文应用有限差分方法求解涡量－流函数形式的Ｎ－Ｓ方程，数值模拟了圆柱瞬时起动后流动分离，旋涡生成、脱落以及随时间推进涡街产生和长期非定常演化过程，包括对称涡的生成，二次涡形成的α结构及卡门涡街等．本文方法效率较高，数值模拟结果与实验结果吻合较好，可推广到模拟其他复杂钝体在中等或高雷诺数下的非定常绕流问题．     

二维浅水流动的离散涡方法

根据二维浅水流动中旋涡既可产生于流动边界层，也可在主流场中自生自灭的特点，建立起Eulerian-Lagrangian框架下的二维浅水流动离散涡方法；利用该方法数值仿真了高雷诺数下的二维浅水方柱绕流，得到了流动的速度场、涡谱，计算结果中明显可见流动分离、旋涡以及旋涡随时间的发展演化，即模拟出流动所具有的非定常不稳定等非线性特征。     

考虑黏性及压缩效应的旋涡运动特性

采用扩散速度法处理黏性作用项的离散涡法，数值模拟了旋涡在黏性不可压流场中的运动；推导了可压缩流中的旋涡运动方程，对不可压缩流中的Biot-Savart方程进行了可压缩修正，进而用离散涡方法求解出非定常、不稳定、可压缩流场中的旋涡运动。分析了胀量及黏性扩散作用对旋涡运动的影响，通过大量长时间行为的数值试验得出了一系列结果。结果表明：为了真实地反映旋涡在实际流体中的运动规律，必须考虑黏性及压缩性的影响。     

楔形钝体二维绕流的简化积分模型

本文应用动量积分定理,在一定的条件下导出了描述楔形钝体二锥绕流回流区特性的方程组。该方程组将回流区长度、钝体锥角以及钝体、喷口边宽比联系在一起。用迭代法求解方程。所得结果表明:回流区无因次长度l/d随钝体、喷口边宽比d/b。作单调降变化,随钝体锥角θ的变化是先增后降;另外,d/b。的减少或者θ的增大会引起无因次物理量(2△ρ/ρu_0~2)和(2τ_p/ρu_0~2)的增大。与有限的实验结果比较发现:理论和实验基本上是一致的。     

钝体关键参数对煤粉燃烧效率和NO排放量的影响

钝体可以改变煤粉气流的流动状态,加速二次风和煤粉气流在燃烧室内部的混合,改善煤粉燃烧环境.提高煤粉燃烧效率,降低污染物排放,本文基于Fluent软件平台,以CO/CO_2比值作为煤粉燃烧效率的评价指标,以NO的质量分数作为主要污染物的评价指标,合理简化并构建煤粉热燃烧行为的控制模型,以煤粉燃烧器和烘干筒作为分析系统进行数值模拟,研究煤粉燃烧器钝体关键参数对燃烧性能的影响.结果表明,端径比和钝体锥角显著影响煤粉燃烧性能,随着端径比的增大,NO质量分数和CO/CO_2比值先降低后升高;钝体锥角对NO、CO、CO_2的质量分数均具有显著影响,但对燃烧性能的影响无明显规律性;当端径比为0.55,钝体锥角为50°时,NO的质量分数最小;当端径比0.55,钝体锥角55°时,CO/CO_2比值最小.从煤粉燃烧器燃烧效率和NO排放量的角度综合考虑,适宜选用端径比0.55和钝体锥角55°.     

流体绕多个钝体不稳定分离流动数值仿真

采用离散涡方法对绕多个钝体不稳定、分离流动进行了数值仿真。数值试验结果表明，在来流对称的条件下，绕双圆柱流动是双稳态的，这和实验是一致的。绕多个钝体的流动更为复杂，前排对后排的流动存在很大的影响，尤其在前排不仅是一个物体的情况下。计算中还包括了物体的不同截面形状。这些计算结果将有助于各种换热器、海洋平台、建筑群布置等正确设计，改变以往仅按平均、稳定流动的设计。     

海水淡化装置水流特性的三维数值模拟

运用计算流体力学方法，对多级闪发式海水淡化装置第一级的流动进行了三维数值模拟，分析了闪发室内的水流特性，并将有阻流板的与无阻流板的计算结果进行了比较，数值模拟结果表明，闪发室内存在着大尺度的环流和旋涡，且主导着闪发室内的流态，对闪发效率产生重要影响；阻流板确能很大地改变整个闪发室的水流特性，但目前的阻流板设置方式对提高闪发效率是不利的．     

圆柱绕流远场涡对的数值模拟

基于离散涡方法求得非定常、不稳定流场,数值模拟了三种不同时刻高雷诺数下圆柱绕流结构的发展,从流谱图、等涡量线图和涡谱图可以清晰地看出从近场的初生卡门涡街,过渡到远场的二次涡街的过程,计算结果发现：远场离散涡有形成二个涡的涡对及三个涡的涡对的趋势,计算结果说明了流体运动中涡对结构的本质：由于来流是均匀的,没有加入任何拔动,当流体流过钝体时产生具有剧烈分离的不稳定流动,因此在远场形成的二次涡对及卡门涡     

肋板绕流场可视化测试与数值研究

用粒子图像测速仪(PIV)设备对不同高度下肋板的非定常绕流场进行了全场测试，揭示了肋板尾流场旋涡随时间推进所经历的非线性演化过程．同时将瞬时流谱与不同时间间隔下的时均流谱及流场数值计算结果相比较，分析了它们之间的差别．并且通过对不同肋板高度的时均流场的分析，得出了其尾旋涡尺度与肋板高度之间的非线性变化规律．     

基于湍流自旋理论的二维方腔旋转流动的数值模拟

基于湍流自旋理论对旋转方腔内不可压流体的流动进行了二维数值模拟,用有限容积法在交叉网格上对控制方程进行离散,采用SIMPLEC算法进行计算,对流项的离散方面采用了延迟修正的QUICK格式,最后采用二维的TDMA算法进行迭代求解,并对边界条件处理采用了Block块技术.同时与经典理论即Navier-Stokes（N-S）方程的模拟情况做了比较.得出下列结论：N-S方程表明方腔旋转时内部流体只会作刚体旋转;而自旋模型表明该类流动具有不平凡性和不稳定性：即流体的内聚力不足以使流体跟随固体边界作刚体运动,旋转边界必然在流体中诱导出小尺度耗散涡旋,这些小尺度涡旋在固壁附近组织出正负相间的拓扑缺陷（涡旋场强）,这一流体定向奇性会与速度场耦合,并容易形成复杂的大尺度的涡旋运动.     

储层应力的二次分布及其对储层的损害

储层打开后,由于原地应力平衡的破坏,井眼周围应力将重新分布。当储层胶结强度较低时,近井带存在塑性区。由于塑性区的存在和钻井过程中泥浆滤液及固相颗粒侵入的双重作用使近井带的渗透率很低,并将地层分为具有不同渗透率的三个带,即损害带(含塑性作用)、塑性带和弹性带。在测试、生产过程中由于地层流体的流入将增大塑性带宽度,从而加剧对储层的损害。临界流量与损害带的渗透率、地层的胶结强度成正比,与产出流体的粘度成反比。塑性带的宽度随流量的增加而增加,随胶结强度的增加而降低。     

某船舶修造工程对附近水域影响数值分析

利用平面二维浅水潮波运动方程和连续方程,结合1个实测潮位站和4个实测潮流点资料进行验证,得出较为符合实际的流场对工程附近的流场、冲淤影响及COD引起的水质进行分析。结果表明:围填西南侧产生一流速增大区,围填及码头附近产生一流速减小区;冲淤平衡后最大淤积量为1.2 m,冲刷量在0.1～0.3 m;COD在正常和事故排放情况下,对附近敏感点不造成影响。     

涡发生器结构对螺旋通道传热和熵产的影响

为考察恒热流密度时不同形状涡发生器对螺旋通道内流体湍流状态下传热特性的影响,采用RNG K-ε湍流模型,对内壁光滑以及内置体积相同的半球形、圆柱形和圆锥形涡发生器的螺旋通道进行数值模拟。在工质为常温水,热流密度为50 000 W/m2,入口温度为298 K,入口速度范围为0.5~1.0 m/s的条件下,研究了湍流状态下4种螺旋通道的 努赛尔数、泊肃叶数和综合性能评价因子（η）,并根据热力学第二定律进行熵产计算。结果表明：在湍流状态下,3种涡发生器对努塞尔数的影响不大,泊肃叶数有所增加,η均小于且接近1,总熵产提高,并随雷诺数的增加而减小。综上可知,涡发生器结构的改变对螺旋通道的传热效果影响较小,对熵产提升显著。     

考虑流固耦合的矩形渡槽动力分析

针对大型矩形渡槽的动力分析问题,建立流固耦合（FSI）系统的位移-压力（ui,p）有限元格式,固体域以位移为自由度,流体域以压力为自由度,给出流固耦合系统的动力特性方程;并基于FSI的（ui,p）格式建立槽体-水体-槽墩-基础-地基系统的力学计算模型,采用模态分析法和拟静力法分别求解6种水深（空槽、1/4水深、半槽水深、3/4水深、设计水深、满槽水深）下渡槽的动力特性和动力响应.计算结果表明,基于FSI系统的（ui,p）格式,考虑了槽体与水体的相互作用,提高了计算精度,同时也得出不同水深下渡槽结构动力特性和动力响应的变化规律.