近地面光学湍流估算与测量

根据Monin-Obkhov相似理论,建立了近地面大气估算和预测模型,并进行了数值分析。与其他基于相似理论的估算模型对比结果表明,在不稳定条件下利用气象要素和一些经验参数估算近地面平坦地形光学湍流,理论估计和实验结果符合较好,在低风速时折射率结构常数随风速增加而减小。利用Thiermann-Kohnle模型,结合地理位置和太阳辐射规律,预测了某地某时段的光学湍流,并通过实地测量气象数据估测了折射率结构常数和湍流内尺度。     

结构参数对文丘里管空化性能影响的数值模拟研究

为了达到更好的空化效果,课题组基于FLUENT软件,采用标准κ ε湍流模型和Schnerr Sauer空化模型对文丘里管的空化流场进行数值模拟研究。通过对模拟所得的空化云图、蒸气体积分数及空化数进行对比分析,探究了文丘里管的喉径与管径比、入口角度、喉径与喉长比以及出口角度等结构参数对空化效果的影响规律。结果表明：空化效果随着喉径与管径比的增大先增强后减弱,且存在一个最适值;随着入口角度的增大,空化效果减弱;随着喉径与喉长比的增大,空化效应增强;随着出口角度的增大,空化效应减弱。研究结果可应用于文丘里管空化器的优化设计。     

用应力模型计算旋风分离器的流场

采用一种适合于强旋流的代数应力湍流模型对旋风分离器的流场进行了数值模拟，结果揭示了强旋流中湍流各向异性的特点，显示了强旋流所具有的涡结构及旋风分离器气动分离的机理     

不同形状建筑物周围风环境的研究

运用k-ε双方程湍流模型数值模拟了几种不同形状的建筑物和一组建筑物群周围气流绕流的三维流场．结果表明，当来流的风速相同时，不同形状的建筑物的气流绕流流场是不同的，建筑物的几何结构是影响其周围流场分布的主要因素之一；建筑物群周围的绕流过程比单个建筑物更加复杂，除了具有单个建筑物绕流过程中所产生的流动分离和回流等复杂特征外，还存在建筑物之间的互相影响。     

LNG绕管式换热器管内压降和热传递的数值模拟

针对目前LNG绕管式换热器在设计时存在管内低温传热的不确定性,采用FLUENT软件分析了大螺距螺旋管 在湍流状态下管内的压降和冷却传热特征。研究中分别采用4.8 MPa的气态甲烷和液态甲烷为介质,探讨了螺旋管结 构、雷诺数Re、普朗特数Pr对压降和努塞尔数Nu的影响。结果表明：管径、缠绕直径、Re及Pr对压降和/VM的影响较 大;螺距对传热和压降影响较小,可忽略不计。并将模拟值与Jayakumar等半经验值做对比,结果趋势一致。最后拟合出 适用于LNG低温冷却状态下的Nu公式,为LNG绕管式换热器的工艺计算提供一定的依据。     

微型燃气轮机燃烧室内三维流动过程的数值模拟

采用RNG κ-ε湍流模型，对Capstone公司75kW微型燃气轮机燃烧室火焰筒内气流三维流动过程进行了数值模拟研究．结果表明，燃烧室火焰筒内有3个回流区，其存在将有助于燃料的连续点火和火焰的稳定．由火焰筒后部两排二次空气掺混射流孔射入火焰筒的射流深度不同，且沿流动方向第一排射流孔射流深度大于第二排．此外，火焰筒内气流轴向、径向和切向速度沿火焰筒径向的分布随着气流沿火焰筒轴向的流动逐渐趋于均匀，且其峰值位置朝向火焰筒中心轴方向移动．     

液氦温区JT制冷机套管换热器性能研究

为了提高液氦温区JT制冷机的工作效率,对液氦温区JT制冷机用套管换热器开展研究。基于理论计算研究了结构尺寸和螺 旋半径对液氦温区套管换热器效率及对液氦温区制冷量的影响。采用标准k ε湍流模型,压力速度耦合使用SIMPLE算法构建套管换热器数值计算模型,分析 内外管内氦气工质温度分布情况。结果表明：在换热器压降较小时,减小管径和螺旋半径可以增大液氦温区套管换热器总换热系数,增大换热效率,提高JT制冷 机整机性能。该研究可为液氦温区JT制冷机套管换热器的设计提供参考依据。     

带导流管的喷动流化床湍流气-固两相流动模型的建立

带导流管的喷动流化床其流场属于湍流气-固两相流．流场特性复杂．影响因素较多．单纯使用实验方法难以全面描述床层内的流场特性．本文以湍流气-固两相流理论为基础．选用κ-ερ-κρ-ερ-Θ5叁数数学模型．按多流体模型以颗粒动力学理论封闭颗粒剪应力．建立了带导流管的喷动流化床湍流气-固两相流动模型．并对带导流管的喷动流化床内的流场进行模拟计算．模拟结果与实验数据吻和较好．最大相对偏差约为20%。     

束-等离子体湍流中的参量衰变过程

研究束-等离子体系统中不稳定静电波转变成频率为ω_p的电磁辐射的参量衰变过程。利用Zakharov方程导出了参量衰变色散关系,并由此得到了束-等离子体系统的辐射率。利用该辐射率计算出的辐射功率与实验结果符合得很好。     

水平管湍流吸收过程的数值模拟

对新型吸收方式-水平管内受迫流动吸收过程进行了数学模化，为解决边界上的气液相互作用问题，引入了表面更新速率的概念进行模化，并将模拟结果同实验结果相比较，检验了模拟结果的正确性。