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基于CFD-DEM耦合的梯级溜槽的设计与分析
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作者 孙晓霞 胡枫 孟文俊 《中国工程机械学报》 北大核心 2024年第5期652-656,661,共6页
针对传统物料转运过程中溜槽和输送带磨损严重、出口处粉尘浓度过高的问题,建立含臂架的梯级溜槽几何模型,采用基于计算流体力学与离散单元法(CFD-DEM)耦合的数值模拟方法,分析了臂架对转运溜槽的磨损以及对其出口处粉尘排放浓度的影响... 针对传统物料转运过程中溜槽和输送带磨损严重、出口处粉尘浓度过高的问题,建立含臂架的梯级溜槽几何模型,采用基于计算流体力学与离散单元法(CFD-DEM)耦合的数值模拟方法,分析了臂架对转运溜槽的磨损以及对其出口处粉尘排放浓度的影响。仿真结果表明:含臂架的梯级溜槽可以有效控制物料流的速度和方向,降低对溜槽内表面的冲击磨损,降低出口处的粉尘量。 展开更多
关键词 转运溜槽 计算流体力学与离散单元法(cfd-DEM)耦合 粉尘
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A Computational Fluid Dynamics (CFD) Analysis of an Undulatory Mechanical Fin Driven by Shape Memory Alloy 被引量:8
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作者 Yong-Hua Zhang Jian-Hui He +2 位作者 Jie Yang Shi-Wu Zhang Kin Huat Low 《International Journal of Automation and computing》 EI 2006年第4期374-381,共8页
Many fishes use undulatory fin to propel themselves in the underwater environment. These locomotor mechanisms have a popular interest to many researchers. In the present study, we perform a three-dimensional unsteady ... Many fishes use undulatory fin to propel themselves in the underwater environment. These locomotor mechanisms have a popular interest to many researchers. In the present study, we perform a three-dimensional unsteady computation of an undulatory mechanical fin that is driven by Shape Memory Alloy (SMA). The objective of the computation is to investigate the fluid dynamics of force production associated with the undulatory mechanical fin. An unstructured, grid-based, unsteady Navier-Stokes solver with automatic adaptive remeshing is used to compute the unsteady flow around the fin through five complete cycles. The pressure distribution on fin surface is computed and integrated to provide fin forces which are decomposed into lift and thrust. The velocity field is also computed throughout the swimming cycle. Finally, a comparison is conducted to reveal the dynamics of force generation according to the kinematic parameters of the undulatory fin (amplitude, frequency and wavelength). 展开更多
关键词 computational Fluid Dynamics (cfd undulatory mechanical fin unsteady flow unstructured mesh Shape Memory Alloy (SMA)
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COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS(CFD) SIMULATIONS OF DRAG REDUCTION WITH PERIODIC MICRO-STRUCTURED WALL 被引量:4
3
作者 LI Gang ZHOU Ming +2 位作者 WU Bo YE Xia CAI Lan 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2008年第2期77-80,共4页
Computational fluid dynamics(CFD) simulations are adopted to investigate rectangular microchannel flows with various periodic micro-structured wall by introducing velocity slip boundary condition at low Reynolds num... Computational fluid dynamics(CFD) simulations are adopted to investigate rectangular microchannel flows with various periodic micro-structured wall by introducing velocity slip boundary condition at low Reynolds number. The purpose of the current study is to numerically find out the effects of periodic micro-structured wall on the flow resistance in rectangular microchannel with the different spacings between microridges ranging from 15 to 60 pm. The simulative results indicate that pressure drop with different spacing between microridges increases linearly with flow velocity and decreases monotonically with slip velocity; Pressure drop reduction also increases with the spacing between microridges at the same condition of slip velocity and flow velocity. The results of numerical simulation are compared with theoretical predictions and experimental results in the literatures. It is found that there is qualitative agreement between them. 展开更多
关键词 Reynoids numbers Slip velocity Drag reduction computational fluid dynamics(cfd simulations
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CFD-DEM方法研究下降管结构对颗粒流动的影响
4
作者 刘浩 马瑞 +4 位作者 孙雪峰 高豪磊 张德俐 王芳 易维明 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第13期205-213,共9页
为了明确不同下降管结构内陶瓷球和生物质颗粒的流动规律,对比研究了方形和圆形下降管对颗粒轴向速度、颗粒碰撞率和生物质停留时间的影响,同时考察了管径对颗粒轴向速度和生物质停留时间的影响。搭建了CFD-DEM耦合框架,并利用粒子图像... 为了明确不同下降管结构内陶瓷球和生物质颗粒的流动规律,对比研究了方形和圆形下降管对颗粒轴向速度、颗粒碰撞率和生物质停留时间的影响,同时考察了管径对颗粒轴向速度和生物质停留时间的影响。搭建了CFD-DEM耦合框架,并利用粒子图像测速技术对模拟进行了速度验证。试验结果表明,模拟结果与试验结果吻合良好;混合颗粒在圆管中的时均轴向速度高于方管,圆管中陶瓷球的最大轴向速度比方管高10%左右;不同管径大小下降管中的颗粒轴向速度差异主要体现在下降管的转弯处,管径60、70和80 mm下降管转弯处的陶瓷球速度依次损失了37%、40%、45%左右,生物质的速度依次损失了49%、52%、54%左右;方管中生物质与壁面的接触碰撞频率更高,圆管中生物质与陶瓷球的接触碰撞频率更高,两种管中分别约为23%和39%的生物质颗粒与陶瓷球接触;陶瓷球的加入后方管和圆管中的生物质停留时间分布离散程度分别增加了10%和17%。研究结果为下降管热解装置中的颗粒流动状态分析及结构设计和优化提供了依据。 展开更多
关键词 生物质 下降管 计算机仿真 cfd-DEM 气固两相流
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调谐液柱阻尼器-结构系统风致振动响应的CFD/CSD耦合分析方法
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作者 黄鹏 吴玖荣 +2 位作者 傅继阳 孙连杨 王加雷 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期236-245,254,共11页
针对调谐液柱阻尼器(tuned liquid column damper, TLCD)难以建立其精确的非线性理论分析模型,且其力学性能试验成本高和耗时长等问题,首先采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法,对TLCD系统的力学性能和动力特征进行仿真模拟,在此基础... 针对调谐液柱阻尼器(tuned liquid column damper, TLCD)难以建立其精确的非线性理论分析模型,且其力学性能试验成本高和耗时长等问题,首先采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法,对TLCD系统的力学性能和动力特征进行仿真模拟,在此基础上进一步提出了基于计算流体动力学/计算结构动力学(CFD/CSD)耦合分析方法,求解带TLCD系统的高层建筑结构的风致动力响应。通过开展某一TLCD系统在特定底部激励下的力学性能和动力特性试验,得到其内液体晃荡的自由液面波高和晃动力时程,验证了CFD数值模拟方法可以准确地分析TLCD水箱内液体的非线性晃动特征。随后对风工程领域广泛采用的76层建筑结构振动控制Benchmark模型,假设其顶部设置TLCD系统时主体结构在三种风速重现期(10、50和100年)风速对应的横风向动力风荷载激励下的风致控制效率,采用提出的CFD/CSD耦合分析方法,进行了数值仿真模拟分析。耦合分析结果表明,TLCD系统对Benchmark模型的风致加速度、速度和位移响应均有一定的控制效果,对加速度响应的控制效果要优于对位移响应的控制效果。该研究方法可为复杂TLCD系统对高层建筑的风振控制分析提供有效的参考。 展开更多
关键词 调谐液柱阻尼器(TLCD) 高层结构 风振控制 计算流体动力学(cfd) 计算结构动力学(CSD) cfd/CSD耦合分析方法
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基于CFD的FPSO风载荷规范计算适用性研究
6
作者 苗洋 封少雄 +2 位作者 叶代扬 裴志勇 张磊 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第2期37-44,共8页
[目的]目前,设计人员多使用针对大型油轮的OCIMF规范和针对海上平台的API规范对FPSO风载荷进行计算,但因FPSO船舶上层建筑更为复杂,需进一步研究这2种规范对于FPSO风载荷计算的适用性。[方法]建立具有通用型上部模块的某30万吨级大型FPS... [目的]目前,设计人员多使用针对大型油轮的OCIMF规范和针对海上平台的API规范对FPSO风载荷进行计算,但因FPSO船舶上层建筑更为复杂,需进一步研究这2种规范对于FPSO风载荷计算的适用性。[方法]建立具有通用型上部模块的某30万吨级大型FPSO数值模型,对恶劣海况下不同风向角、横倾角下的FPSO所受风载荷进行数值模拟,分析其中存在的遮蔽效应;与规范计算结果进行对比分析,讨论在风载荷作用下FPSO受到的横倾力矩。[结果]结果显示,船舶正浮状态受到的最大风载荷和横倾力矩出现在270°风向角;船舶横倾状态下受到的风载荷和横倾力矩比正浮状态更大,最大横倾力矩出现在10.5°横倾角280°风向角;采用API规范和OCIMF规范得到的FPSO风载荷计算结果与CFD计算结果相差较大,二者在270°风向角的结果与CFD分别相差13.6%和24.5%。[结论]数值仿真给出的流场细节有利于分析上部模块间的遮蔽效应,能够较为准确地预报船舶所受到的风载荷,可以为考虑遮蔽效应的FPSO稳性设计提供参考。 展开更多
关键词 浮式生产储油船 风载荷 遮蔽效应 计算流体动力学
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微孔的磨料水射流抛光CFD模拟及试验
7
作者 崔子含 韩冰 +3 位作者 吴鹏程 李擎 马小刚 丁云龙 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2024年第4期534-543,共10页
为解决飞秒激光微孔难以抛光的问题,结合磨料水射流去除函数稳定、自适应性强等特点,采用磨料水射流抛光方法提高飞秒激光微孔质量。利用Fluent软件对不同工艺参数下的磨料水射流微孔抛光过程进行计算流体力学(computational fluid dyna... 为解决飞秒激光微孔难以抛光的问题,结合磨料水射流去除函数稳定、自适应性强等特点,采用磨料水射流抛光方法提高飞秒激光微孔质量。利用Fluent软件对不同工艺参数下的磨料水射流微孔抛光过程进行计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟,分析不同参数下的流场分布、侵蚀速率及壁面剪切力作用规律;然后通过响应面法对射流靶距、射流压力及磨料粒径等3因素进行优化试验,以微孔内壁面剪切力均方差为响应值,建立其响应面方程,获得最佳抛光参数组合并进行试验验证。结果表明:射流压力对微孔内壁面剪切力的影响最大,当射流压力从0.80 MPa增至1.50 MPa时,微孔内壁面剪切力增大2倍以上。射流的不同结构段因性质不同可适用于不同工况。利用响应面法分析得到水射流微孔抛光的最佳工艺参数组合是:射流冲击角,90°;射流靶距,3.5 mm;射流压力,1.10 MPa;磨料粒径,15.0μm。在该条件下抛光微孔内壁面的表面粗糙度R_a降至0.354μm。磨料水射流抛光可显著改善微孔壁面质量,且响应面法预测的数据模型有较高准确性。 展开更多
关键词 磨料水射流 飞秒激光微孔 计算流体力学 壁面剪切力 响应面法
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基于CFD变形网格法的螺旋桨水中附加转动惯量研究
8
作者 刘正浩 赵建 +3 位作者 万初瑞 丁举 孙红 王有江 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2024年第5期49-55,共7页
为了在螺旋桨设计中较为准确地估算螺旋桨在水中的附加转动惯量,为轴系设计提供更为准确的设计输入,并进一步探究螺旋桨设计参数对于附加转动惯量的影响规律,以通用计算流体力学(CFD)软件STAR-CCM+为平台,运用内置的变形网格技术,以某... 为了在螺旋桨设计中较为准确地估算螺旋桨在水中的附加转动惯量,为轴系设计提供更为准确的设计输入,并进一步探究螺旋桨设计参数对于附加转动惯量的影响规律,以通用计算流体力学(CFD)软件STAR-CCM+为平台,运用内置的变形网格技术,以某油船螺旋桨为研究对象,进行基于RANS方程全粘流的附加转动惯量数值计算研究。在此基础上,通过参数变换获取两组弦长和螺距等比例变化的螺旋桨模型,计算其附加转动惯量并分析和设计参数之间的关系。结果表明:对于同一弦长分布的桨,附加转动惯量占比(水中附加转动惯量除以自身转动惯量)随螺距的增加而增加;对于同样螺距分布的桨,附加转动惯量占比随弦长的增加而减小。通过回归分析,建立螺旋桨水中附加转动惯量与弦长及螺距的回归模型,实现了设计中的快速预报。 展开更多
关键词 螺旋桨 附加转动惯量 变形网格法 计算流体力学
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基于CFD的协同AUV编队队形研究
9
作者 金新 严天宏 +3 位作者 陈航 何波 姜长乐 刘继鑫 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2024年第5期110-119,共10页
为了研究自主水下航行器(AUV)编队协同航行的减阻效果,对3个典型编队开展水动力性能研究。采用计算流体动力学(CFD)对3艘AUV以串列队形、并列队形和三角队形等开展水动力计算。通过改变各队形下AUV之间的间距,找到最佳队形间距位置,得... 为了研究自主水下航行器(AUV)编队协同航行的减阻效果,对3个典型编队开展水动力性能研究。采用计算流体动力学(CFD)对3艘AUV以串列队形、并列队形和三角队形等开展水动力计算。通过改变各队形下AUV之间的间距,找到最佳队形间距位置,得出对各AUV的阻力影响。利用多目标遗传算法(MOGA)对三角队形进行优化,得出阻力最小的航行间距。结果表明:在串列队形中,当横向距离为3.80m和3.50m时,系统阻力达到最小;在并列队形中,系统阻力随纵向距离增大而减小,但系统内各AUV相比单体AUV无法获得阻力收益;在三角队形中,当横向距离为2.46 m、纵向距离为1.21 m时,系统阻力达到最小。研究成果可为多AUV编队航行提供一定参考。 展开更多
关键词 自主水下航行器编队 水动力性能 计算流体动力学 航行间距
原文传递
基于CFD的汽车运输滚装船参数横摇与减摇研究
10
作者 朱璇 窦培林 +2 位作者 袁洪涛 刘明琛 张文 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2024年第2期34-39,共6页
为探究船舶参数横摇发生条件,以一艘汽车运输滚装船为研究对象,采用计算流体力学(CFD)软件STAR-CCM+建立虚拟水池并进行数值模拟。通过模拟静水中船舶横摇自由衰减,计算出船舶的横摇固有周期;采用控制变量法分别探究波高、波长、航速和... 为探究船舶参数横摇发生条件,以一艘汽车运输滚装船为研究对象,采用计算流体力学(CFD)软件STAR-CCM+建立虚拟水池并进行数值模拟。通过模拟静水中船舶横摇自由衰减,计算出船舶的横摇固有周期;采用控制变量法分别探究波高、波长、航速和遭遇频率等对船舶参数横摇的影响;为该船设计并搭载减摇水舱,分析减摇水舱对参数横摇的抑制效果。结果表明:在迎浪规则波中,当波浪达到一定高度,且波浪遭遇频率为船舶横摇固有频率的2倍时,该船的参数横摇最为剧烈;当减摇水舱固有周期等于该船的横摇固有周期时,减摇水舱对参数横摇现象有较好的抑制效果。 展开更多
关键词 计算流体动力学 汽车运输滚装船 参数横摇 减摇水舱
原文传递
基于CFD法的桨前预旋导流罩设计与分析 被引量:1
11
作者 蔺永杰 张宝吉 《上海海事大学学报》 北大核心 2024年第1期85-91,共7页
为满足现有船舶能效指数(energy efficiency existing ship index,EEXI)要求,达到节能减排的目的,基于水动力学基础理论,设计一种桨前预旋导流罩节能装置。该装置由加速型导管和导叶组成:加速型导管可以使水流紧贴船体,改善流动分离,使... 为满足现有船舶能效指数(energy efficiency existing ship index,EEXI)要求,达到节能减排的目的,基于水动力学基础理论,设计一种桨前预旋导流罩节能装置。该装置由加速型导管和导叶组成:加速型导管可以使水流紧贴船体,改善流动分离,使进入螺旋桨的水流更加均匀,从而提高螺旋桨的推进效率;导叶可以为螺旋桨提供预旋,减少能量损失。利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)软件对比分析优化前后的船尾流场和伴流分布。通过组合与优化节能装置的设计参数,节能装置的节能效果可达7.96%。与自航试验结果比较,证明了采用CFD软件进行桨前预旋导流罩节能装置设计是切实可行的。 展开更多
关键词 桨前预旋导流罩 计算流体动力学(cfd) 节能装置 数值模拟
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面向国产工业级CFD软件的并行性能测试分析
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作者 戴未希 邱昊中 +4 位作者 丁越 汪青松 林拥真 张健 徐传福 《软件导刊》 2024年第10期8-14,共7页
NNW-FlowStar(简称FlowStar)是依托国家数值风洞工程研发的一款工业级通用非结构计算流体力学软件,包含了丰富的数值模型和复杂的功能模块,已广泛应用于航空航天和其他相关领域。随着高性能计算机体系结构的发展,在HPC系统上优化FlowSta... NNW-FlowStar(简称FlowStar)是依托国家数值风洞工程研发的一款工业级通用非结构计算流体力学软件,包含了丰富的数值模型和复杂的功能模块,已广泛应用于航空航天和其他相关领域。随着高性能计算机体系结构的发展,在HPC系统上优化FlowStar等大型工业级CFD软件越发困难。鉴于此,依托典型HPC平台,针对FlowStar软件,从计算、通信、访存等角度对FlowStar性能特征进行了深入的测试和分析,可帮助研究人员更好地理解HPC系统上复杂CFD软件运行性能特征,为后续FlowStar软件的并行计算和性能优化提供参考。该研究对其他非结构CFD软件并行计算、性能优化以及HPC与CFD融合发展也具有借鉴意义。 展开更多
关键词 cfd并行计算 FlowStar 性能测试 性能分析
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CFD与机器学习相结合的某数据机房冷通道热环境模拟
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作者 许启航 程少杰 +1 位作者 董文杰 邓佩刚 《暖通空调》 2024年第11期146-152,共7页
为了降低数据机房模拟的成本,快速地预测机房的热环境,本文以常州市某大型数据中心内一个实际运行中的机房为研究对象,首先采用多孔介质方法模拟服务器内部的流动与传热过程,并建立了一个CFD简化模型,然后将实测数据与CFD模拟结果对比,... 为了降低数据机房模拟的成本,快速地预测机房的热环境,本文以常州市某大型数据中心内一个实际运行中的机房为研究对象,首先采用多孔介质方法模拟服务器内部的流动与传热过程,并建立了一个CFD简化模型,然后将实测数据与CFD模拟结果对比,验证其有效性。在此基础上,通过改变机房工况参数,建立并比较了反向传播(BP)神经网络、随机森林及极限梯度提升树(XGBoost)3种机器学习模型在不同情形下的预测性能。结果表明:BP神经网络模型具有良好的泛化能力,其预测温度时,绝对误差在0.56℃以内,决定系数R 2在0.966以上;预测速度时,绝对误差在0.01 m/s以内,R 2为0.999。 展开更多
关键词 数据中心 机器学习 计算流体力学(cfd) 预测模型 冷通道 热环境
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风速与风向对人体热交换影响的CFD仿真模拟 被引量:1
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作者 张珊珊 杨杰 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期129-136,共8页
为了提升灾害环境中人体热损伤评估精度并保障应急救援人员的生命安全,首先将暖体假人进行三维激光扫描得到数值假人,并按照人体生理构造将其划分为20个区块,通过ICEM软件建立气候室,设置0°~180°的风向;然后通过FLUENT软件计... 为了提升灾害环境中人体热损伤评估精度并保障应急救援人员的生命安全,首先将暖体假人进行三维激光扫描得到数值假人,并按照人体生理构造将其划分为20个区块,通过ICEM软件建立气候室,设置0°~180°的风向;然后通过FLUENT软件计算得到0.2~5.0 m/s风速时的人体显热换热量和辐射换热量,在此基础上求得对流换热量;最后将模拟结果与文献中数据进行对比验证,并分析不同风速与风向对人体热交换的影响。结果表明:提出的计算流体动力学(CFD)仿真模拟方法可有效模拟人体不同部位的换热量;风速的增加会促进人体与环境之间的热交换,当风速从0.2 m/s增加到5.0 m/s时,人体整体对流换热量从56 W/m^(2)增加到360 W/m^(2);人体表面局部部位之间对流换热量有明显的差异,其中四肢部位与环境之间的热交换受风速影响更为明显;风向对人体整体对流换热几乎没有影响,但躯干部位对流换热量受风向的影响较大;在非对称风向(45°、90°、135°)下,人体对流换热量呈现非对称式分布。本研究可为人员安全评估、极端环境下人体热反应建模、防护装备研发等提供基础数据。 展开更多
关键词 个体防护 辐射换热量 对流换热量 风速 风向 数值假人 计算流体动力学(cfd)
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Computational Fluid Dynamics(CFD) Analysis and Optimization of Reconstructed Intake System of Cylinder Head Based on Slicing Reverse Method
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作者 LUO Tong LIAN Zhanghua +1 位作者 CHEN Guihui ZHANG Qiang 《Journal of Donghua University(English Edition)》 EI CAS 2019年第2期170-178,共9页
To find out and improve the flow characteristics inside the intake system of cylinder head,the application of computational fluid dynamics(CFD)in the evaluation and optimization of the reconstructed intake system base... To find out and improve the flow characteristics inside the intake system of cylinder head,the application of computational fluid dynamics(CFD)in the evaluation and optimization of the reconstructed intake system based on slicing reverse method was proposed.The flow characteristics were found out through CFD,and the velocity vector field,pressure field and turbulent kinetic energy field for different valve lifts were discussed,which were in good agreement with experimental data,and the quality of reconstruction was evaluated.In order to improve its flow characteristic,an optimization plan was proposed.The results show that the flow characteristics after optimization are obviously improved.The results can provide a reference for the design and optimization of the intake system of cylinder head. 展开更多
关键词 computational fluid dynamics(cfd)analysis cfd optimization INTAKE system SLICING REVERSE METHOD
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基于加压酸浸锰烟尘过程中固-液两相流体力学特性CFD模拟
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作者 张强 梅洋 谢红艳 《菏泽学院学报》 2024年第2期76-82,共7页
将欧拉-欧拉(E-E)双流体模型、颗粒动力学理论(KTGF)与k-ε湍流模型耦合,以搅拌速度、固相体积分数为变量探究对釜体内液相速率、液相湍流动能的影响.结果表明:釜体内的液相速率、湍流动能与搅拌速度成正相关,且与固相体积分数的大小成... 将欧拉-欧拉(E-E)双流体模型、颗粒动力学理论(KTGF)与k-ε湍流模型耦合,以搅拌速度、固相体积分数为变量探究对釜体内液相速率、液相湍流动能的影响.结果表明:釜体内的液相速率、湍流动能与搅拌速度成正相关,且与固相体积分数的大小成负相关.当固体体积分数为2.5%、7%、13%,对应液相速度下降幅度为8%,16.2%,18.4%,对应湍动能下降幅度为7.6%,13.2%,20.6%. 展开更多
关键词 固-液相 cfd 计算流体力学 颗粒动力学理论
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基于CFD的具有首翼的新型飞翔形式AUV升力和阻力估计:对阻力极曲线和推力估计的见解
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作者 Faheem Ahmed Xianbo Xiang +2 位作者 Haotian Wang Gong Xiang Shaolong Yang 《哈尔滨工程大学学报(英文版)》 CSCD 2024年第2期352-365,共14页
To achieve hydrodynamic design excellence in Autonomous Underwater Vehicles(AUVs)largely depends on the accurate prediction of lift and drag forces.The study presents Computational Fluid Dynamics(CFD)-based lift and d... To achieve hydrodynamic design excellence in Autonomous Underwater Vehicles(AUVs)largely depends on the accurate prediction of lift and drag forces.The study presents Computational Fluid Dynamics(CFD)-based lift and drag estimations of a novel torpedo-shaped flight-style AUV with bow-wings.The horizontal bow-wings are provided to accommodate the electromagnetic arrays used to perform the cable detection and tracking operations near the seabed.The hydrodynamic performance of the AUV due to addition of these horizontal bow-wings is required to be investigated,particularly at the initial design stage.Hence,CFD techniques are employed to compute the lift and drag forces observed by the flight-style AUV,maneuvering underwater at different angles of attack and varying speeds.The Reynolds-Averaged Navier-Stokes Equations(RANSE)closure is achieved by employing the modified k-ϵ model and Two-Scale Wall Function(2-SWF)approach is used for boundary layer treatment.Further,the study also highlights the unique mesh refinement and solution-adaptive meshing techniques to perform the CFD simulations in Solidworks Flow Simulation(SWFS)environment.The drag polar curve for flight-style AUV with and without bow-wings is generated using the computed lift and drag coefficients.The curve provided essential insights for achieving hydrodynamically efficient and optimized AUV design.From the drag polar curve,it is revealed that due to horizontal bow-wings,the flight-style AUV is capable to generate higher lift with less drag and thus,it gives better lift-to-drag ratio compared to the AUV without bow-wings.Moreover,simulated results of axial drag observed by the AUV have also been compared with free-running experimental results and are found in good agreement. 展开更多
关键词 Autonomous underwater vehicle(AUV) computational fluid dynamics(cfd) Solidworks flow simulation(SWFS) Drag polar curve Free-running experiments
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水流与海浪对HATST功率性能的CFD模拟
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作者 尤岩岩 董文涛 +3 位作者 邓凯 杨含云 周源海 黎烨 《中国海洋平台》 2024年第5期7-12,44,共7页
为确保涡轮机的长期可靠性,在设计潮流涡轮机时应考虑海浪条件。使用直径为0.9 m的三叶片水平轴潮流涡轮机(Horizontal Axis Tidal Stream Turbine,HATST)作为基准模型,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)开源软件Op... 为确保涡轮机的长期可靠性,在设计潮流涡轮机时应考虑海浪条件。使用直径为0.9 m的三叶片水平轴潮流涡轮机(Horizontal Axis Tidal Stream Turbine,HATST)作为基准模型,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)开源软件OpenFOAM预测HATST在海浪和水流条件下的性能。对其进行网格依赖性测试以选择最佳网格数,捕捉流动特征。将生成的波浪轮廓与三阶Stokes波浪理论结果进行比较,发现模拟结果与理论结果一致。研究不同波频和波幅对HATST功率性能的影响,结果表明,波幅对功率性能的影响较为明显,波频的影响相对较小。 展开更多
关键词 水平轴潮流涡轮机(Horizontal Axis Tidal Stream Turbine HATST) 计算流体动力学(computational Fluid Dynamics cfd) OPENFOAM 波流作用
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Computational Fluid Dynamics (CFD) Modelling to Estimate Fluvial Bank Erosion—A Case Study
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作者 Emmanouil Spyropoulos Stephen E. Darby 《Journal of Geoscience and Environment Protection》 2020年第7期17-43,共27页
River bank erosion models are an important prerequisite for understanding the development of river meanders and for estimating likely land-loss and potential danger to floodplain infrastructure. Although bank erosion ... River bank erosion models are an important prerequisite for understanding the development of river meanders and for estimating likely land-loss and potential danger to floodplain infrastructure. Although bank erosion models have been developed that consider large-scale mass failure, the contribution of fluvial erosion (the process of particle-by-particle erosion due to the shearing action of the river flow) to bank retreat has not received as much consideration. In principle, such fluvial bank erosion rates can be quantified using excess shear stress formulations, but in practice, it has proven difficult to estimate the parameters involved. In this study, a series of three-dimensional Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations for a meander loop on the River Asker (200 m long) at Bridport in southern England were undertaken to elucidate the overall flow structures and in particular to provide estimates of the applied fluid shear stress exerted on the riverbanks. The CFD models, which simulated relatively low and relatively high flow conditions, were established using Fluent 6.2 software. The modelling outcomes show that the key qualitative features of the flow endure even as flow discharge varies. At bank full, the degrees of velocity and simulated shear stresses within the inner bank separation zones are shown to be higher than those observed under low flow conditions, and that these elevated shear stresses may be sufficient to result in the removal of accumulated sediments into the main downstream flow. 展开更多
关键词 computational Fluid Dynamics cfd Bank Erosion FLUVIAL
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基于CFD的浅水条件下工程船水阻力快速预报方法
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作者 刘修成 文华东 +1 位作者 李响 韩鹏鹏 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2024年第10期90-98,共9页
为准确预报工程船的流阻力,以杭州湾铁路桥施工中的“水欣麒”号打桩船为研究对象,参考同类型船的阻力系数试验值,采用计算流体力学(CFD)方法对考虑锚泊约束的打桩船阻力进行预报。数值计算结果表明:在深水条件下,相比采用悬链线约束船... 为准确预报工程船的流阻力,以杭州湾铁路桥施工中的“水欣麒”号打桩船为研究对象,参考同类型船的阻力系数试验值,采用计算流体力学(CFD)方法对考虑锚泊约束的打桩船阻力进行预报。数值计算结果表明:在深水条件下,相比采用悬链线约束船舶得到的船舶阻力,完全限制船舶运动的计算误差不超过1.52%;在浅水条件下,锚泊无法完全限制船舶运动,船舶升沉、横倾和横摇对船舶阻力计算的影响较大,此时不考虑船舶运动得到的阻力相比悬链线约束条件下的阻力计算结果偏小,其误差最大达到26.6%;完全放开船舶的升沉和横摇自由度之后,计算得到的船舶横倾和横摇值比锚泊约束下的结果更大导致船舶兴波更剧烈,兴波阻力变大导致计算得到的总阻力偏大;考虑到不同锚泊方案对船舶运动的限制程度不同,从安全性的角度考虑,进行较为保守的阻力修正是有必要的。 展开更多
关键词 打桩船 悬链线 计算流体力学(cfd) 浅底效应
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