基于壁模化大涡数值模拟的喷水推进泵内湍流运动特性分析

1

作者 许辉 陈作钢 蔡佑林 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期55-64,共10页

尺度解析类数值模拟方法具有很高的非定常流动预报潜力,其中壁模化大涡数值模拟(Wall-modeled Large-eddy Simulation,WMLES)方法在高雷诺数下具有适用范围广、计算成本较低等优势但在喷水推进泵的数值模拟中应用有限。采用基于湍流场... 尺度解析类数值模拟方法具有很高的非定常流动预报潜力,其中壁模化大涡数值模拟(Wall-modeled Large-eddy Simulation,WMLES)方法在高雷诺数下具有适用范围广、计算成本较低等优势但在喷水推进泵的数值模拟中应用有限。采用基于湍流场特征尺度分析的WMLES方法进行原型喷水推进泵及改型喷水推进泵的泵内流场数值模拟并与试验数据进行对比。结果显示,WMLES预报的两型喷水推进泵的扬程及转矩等外特性特征都与试验数据吻合极好。从泵内湍流运动特性分析的角度,WMLES方法再现了传统RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes)方法难以获得的导边马蹄涡、随边角涡、叶梢集中涡、间隙泄漏涡等精细流动特征。在相同流量系数下,改型泵的马蹄涡、角涡等二次流强度明显小于原型泵,改型泵的平均极限流线也明显更为光顺,更低的能量耗散使得改型泵的工作效率相比原型泵有明显提升。分析结果证明,基于湍流场特征尺度分析的WMLES方法可用于喷水推进泵的外特性及泵内湍流运动特性的有效预报,为喷水推进泵的改进设计提供了有力的数据支撑。 展开更多

关键词 大涡数值模拟 壁模化方法 湍流特征尺度 喷水推进泵 非定常流

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湍流大涡数值模拟进展 被引量：53

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作者 崔桂香 许春晓 张兆顺 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期121-129,共9页

本文简要陈述湍流大涡数值模拟的原理、优点,着重讨论湍流大涡数值模拟方法的关键问题及其可能解决的途径,包括脉动的过滤、亚格子模型、近壁模型和标量湍流的大涡数值模拟中的特殊问题。文章强调大涡数值模拟中亚格子应力的本质是可解... 本文简要陈述湍流大涡数值模拟的原理、优点,着重讨论湍流大涡数值模拟方法的关键问题及其可能解决的途径,包括脉动的过滤、亚格子模型、近壁模型和标量湍流的大涡数值模拟中的特殊问题。文章强调大涡数值模拟中亚格子应力的本质是可解尺度湍流和不可解尺度湍流动量间的输运,并以作者最近提出的新型亚格子模型说明发展亚格子模型的正确途径。文章最后提出湍流大涡数值模拟近期需要迫切解决的问题和其他具有挑战性的方向。 展开更多

关键词 湍流 大涡数值模拟 亚格子模型 近壁模型 标量湍流 计算空气动力学

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新型大涡数值模拟亚格子模型及应用 被引量：4

3

作者 崔桂香 周海兵 +1 位作者 张兆顺 L.Shao 《计算物理》 CSCD 北大核心 2004年第3期289-293,共5页

　基于湍流大小尺度间动量输运的结构函数方程,提出了一种新的湍流大涡模型(LES)亚格子涡粘模式.新亚格子涡粘系数正比于纵向速度增量的扭率,它表征大小尺度湍流间的能量输运和耗散之比.新模式通过各向同性湍流直接数值模拟数据库的检验... 　基于湍流大小尺度间动量输运的结构函数方程,提出了一种新的湍流大涡模型(LES)亚格子涡粘模式.新亚格子涡粘系数正比于纵向速度增量的扭率,它表征大小尺度湍流间的能量输运和耗散之比.新模式通过各向同性湍流直接数值模拟数据库的检验,并用于槽道湍流的大涡模拟计算,将所得结果与DNS结果进行了比较. 展开更多

关键词 流体力学 大涡数值模拟 亚格子模式 涡粘性 结构函数 湍流

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淹没丁坝附近三维水流运动大涡数值模拟 被引量：32

4

作者 周宜林 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2001年第5期28-31,36,共5页

通过大涡数值模拟研究了丁坝附近水流特性。在数值模拟过程中基本方程采用大涡模拟方程 ,由Smagorinsky模型得到小尺度涡粘性系数 ,在此基础上给出了大涡模拟数值计算方法 ;并利用试验观测数据 ,验证了数值模拟结果 ,同时比较了上挑、... 通过大涡数值模拟研究了丁坝附近水流特性。在数值模拟过程中基本方程采用大涡模拟方程 ,由Smagorinsky模型得到小尺度涡粘性系数 ,在此基础上给出了大涡模拟数值计算方法 ;并利用试验观测数据 ,验证了数值模拟结果 ,同时比较了上挑、正挑、下挑 3种淹没的不透水丁坝附近水流特性。 展开更多

关键词 淹没丁坝 三维水流 大尺度涡体 水流特性 大涡数值模拟

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二维大涡数值模拟方程及其解法 被引量：3

5

作者 齐学义 王德国 +2 位作者 郭秀峰 刘在伦 孟繁中 《甘肃工业大学学报》 北大核心 2003年第1期61-63,共3页

采用高斯型滤波函数对Navier Stokes方程进行滤波处理 ,并引入亚格子雷诺应力模型推导出了在水力机械内部流场计算中实用的二维大涡模拟方程及其在物理平面和计算平面上的离散形式 。

关键词 二维大涡数值模拟方程 解法 滤波函数 雷诺应力 离散形式 湍流 水力机械 内部流场计算

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基于大涡数值模拟的磨粒流流场仿真分析 被引量：5

6

作者 尹延路 滕琦 +3 位作者 李俊烨 张心明 董坤 周立宾 《机电工程》 CAS 2016年第5期537-541,共5页

针对磨粒流在非直线管类零件中磨削效果受速度影响及磨削不均匀的问题,应用流体力学软件Fluent,采用Eulerian-Eulerian（欧拉—欧拉）固-液两相流大涡模拟湍流模型与SIMPLE算法,对不同入口速度条件下U型管内磨粒流的流动状态进行了数值... 针对磨粒流在非直线管类零件中磨削效果受速度影响及磨削不均匀的问题,应用流体力学软件Fluent,采用Eulerian-Eulerian（欧拉—欧拉）固-液两相流大涡模拟湍流模型与SIMPLE算法,对不同入口速度条件下U型管内磨粒流的流动状态进行了数值模拟研究。对比分析了6种不同速度入口条件下的静态压强、壁面剪切力以及湍流粘度的分布,并分析了入口条件不变情况下的速度分布矢量图和U型管不同位置的速度分布截面图。研究结果表明,增大磨粒流的入口速度有利于提高其对U型管内表面的磨削效果,且在U型管的入口段部分磨削效果较均匀,在弯管部分的0°~30°截面间对内侧壁面的磨削效果要好于外侧壁面,在弯管部分的60°~180°截面间以及在出口段部分,对外侧壁面的磨削效果要好于内侧壁面。 展开更多

关键词 磨粒流 U型管 Eulerian-Eulerian 大涡数值模拟

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具有蒸发喷雾过程的大涡数值模拟 被引量：1

7

作者 单聪慧 徐宝鹏 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期111-117,共7页

采用大涡数值模拟方法对不同气体密度条件下无蒸发和有蒸发燃油喷雾进行了数值模拟,重点研究喷雾形状、喷雾贯穿距离以及粒子索特平均半径的预测值与计算网格的相关性以及亚网格脉动速度对喷雾过程的影响.计算公式采用单方程亚网格湍流... 采用大涡数值模拟方法对不同气体密度条件下无蒸发和有蒸发燃油喷雾进行了数值模拟,重点研究喷雾形状、喷雾贯穿距离以及粒子索特平均半径的预测值与计算网格的相关性以及亚网格脉动速度对喷雾过程的影响.计算公式采用单方程亚网格湍流模型、ETAB破碎模型和基于粒子云的碰撞模型.在有无蒸发两种喷雾条件下贯穿距离和索特平均半径的预测值与实验值吻合较好,并实现了预测值与计算网格无关性.亚网格脉动速度对喷雾贯穿距离和索特平均半径影响较小,但是影响喷雾形状和粒子分布.具有蒸发的喷雾贯穿距离与无蒸发喷雾情况类似,但是由于蒸发作用,索特平均半径预测值表现出波动现象. 展开更多

关键词 燃油喷雾 大涡数值模拟 蒸发 网格相关性 碰撞模型

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悬跨海底管道绕流三维特性的大涡数值模拟研究 被引量：12

8

作者 许明 陈学东 +3 位作者 王冰 关卫和 范志超 董杰 《流体机械》 CSCD 北大核心 2018年第5期18-24,共7页

自由悬跨是海底管道安全的风险之一,涡激振动(VIV)引起的疲劳是自由悬跨海底管道的主要失效模式之一。悬跨高度是影响海底管道涡激振动频率和载荷大小的一个重要因素。采用大涡数值模拟方法(LES)研究了不同悬跨间隙比(G/D)海底管道绕流... 自由悬跨是海底管道安全的风险之一,涡激振动(VIV)引起的疲劳是自由悬跨海底管道的主要失效模式之一。悬跨高度是影响海底管道涡激振动频率和载荷大小的一个重要因素。采用大涡数值模拟方法(LES)研究了不同悬跨间隙比(G/D)海底管道绕流的流场特性,分析了悬跨的间隙比对海管绕流场剪切层相互作用、升阻力系数和旋涡脱落等的影响规律。结果表明:与湍流模型的雷诺平均方法(RANS)相比,大涡数值模拟方法能够得到更准确和详细的近壁面圆柱绕流结果。在G/D小于0.8以后升阻力系数有明显变化,升力系数的均方根值随着G/D的减小而减小。当G/D大于0.8,升力系数的均值和均方根值基本不变,此时悬跨高度对绕流不再有明显影响。因此,可将G/D等于0.8作为临界悬跨间隙比,大于临界悬跨高度时的疲劳分析可等同于孤立管道。当G/D小于0.3以后,由于旋涡发放被抑制,升力系数的均方根值基本保持在很小的值,因此疲劳失效的风险大幅降低。而在中间过渡阶段的间隙比情况下,可以参考获得的升力系数值做更为精确的疲劳分析。 展开更多

关键词 海底管道 悬跨高度 近壁面 升阻力系数 大涡数值模拟

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基于大涡数值模拟的海洋隔水管绕流分析 被引量：4

9

作者 何霞 蒋雯婧 +1 位作者 王国荣 钱权 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2020年第1期106-112,共7页

隔水管是深水油气开采中连接浮式平台与水下井口的通道,受复杂海洋工况影响会产生涡激振动而造成疲劳破坏,产生安全隐患。为了更为精确地分析海洋环境下隔水管的流动,建立了简化隔水管三维模型,采用大涡模拟方法开展了不同雷诺数下隔水... 隔水管是深水油气开采中连接浮式平台与水下井口的通道,受复杂海洋工况影响会产生涡激振动而造成疲劳破坏,产生安全隐患。为了更为精确地分析海洋环境下隔水管的流动,建立了简化隔水管三维模型,采用大涡模拟方法开展了不同雷诺数下隔水管表面流动的研究。首先验证了该方法的可行性,然后对三维涡的结构表现、边界层内流体与壁面的分离位置、速度梯度的分布以及涡泄频率等进行了分析。结果表明,随着雷诺数的增加,三维涡能够较好地表征大涡到小涡的分布规律,可对分离点进行预测,其规律对后续减小隔水管的阻力的研究提供参考。 展开更多

关键词 隔水管 绕流分析 大涡数值模拟 三维涡

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变风速下四角切圆锅炉燃烧特性的数值模拟 被引量：22

10

作者 李德波 徐齐胜 +3 位作者 沈跃良 张睿 温智勇 刘亚明 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期106-106,共1页

采用大涡数值模拟(LES)方法对某电厂一台220t/h四角切圆锅炉在3组不同风速条件下的炉内流场、温度场、CO2、CO、O2和NO的排放特性进行了研究,并将数值模拟结果与现场的试验数据进行了对比.结果表明:在第一组模拟条件下,炉内出现不完全... 采用大涡数值模拟(LES)方法对某电厂一台220t/h四角切圆锅炉在3组不同风速条件下的炉内流场、温度场、CO2、CO、O2和NO的排放特性进行了研究,并将数值模拟结果与现场的试验数据进行了对比.结果表明:在第一组模拟条件下,炉内出现不完全燃烧现象,炉膛出口处CO质量分数最大而O2质量分数最小,其他2组模拟结果表现出较好的一致性,说明在空气充足的情况下,风速不会对CO2、CO和O2的质量分数产生太大影响;当过量空气系数较小或较大时,炉膛出口处NO的质量浓度减小;模拟结果中炉膛内最高温度超过1 550℃,炉膛出口平均温度约为959℃,与试验数据较吻合,验证了模拟结果的准确性;随着风速和过量空气系数的增大,炉膛内和炉膛出口处平均温度均下降;随着风速的增大,炉内切圆半径和切圆中心位置均未发生改变,但切圆最大风速增大. 展开更多

关键词 四角切圆锅炉 大涡数值模拟 最大风速 燃烧特性 过量空气系数 炉膛出口 质量分数 炉内流场

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变风速下四角切圆锅炉燃烧特性的数值模拟 被引量：10

11

作者 李德波 徐齐胜 +3 位作者 沈跃良 张睿 温智勇 刘亚明 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期172-177,共6页

采用大涡数值模拟(LES)方法对某电厂一台220t/h四角切圆锅炉在3组不同风速条件下的炉内流场、温度场、CO2、CO、O2和NO的排放特性进行了研究,并将数值模拟结果与现场的试验数据进行了对比.结果表明:在第一组模拟条件下,炉内出现不完全... 采用大涡数值模拟(LES)方法对某电厂一台220t/h四角切圆锅炉在3组不同风速条件下的炉内流场、温度场、CO2、CO、O2和NO的排放特性进行了研究,并将数值模拟结果与现场的试验数据进行了对比.结果表明:在第一组模拟条件下,炉内出现不完全燃烧现象,炉膛出口处CO质量分数最大而O2质量分数最小,其他2组模拟结果表现出较好的一致性,说明在空气充足的情况下,风速不会对CO2、CO和O2的质量分数产生太大影响;当过量空气系数较小或较大时,炉膛出口处NO的质量浓度减小;模拟结果中炉膛内最高温度超过1 550℃,炉膛出口平均温度约为959℃,与试验数据较吻合,验证了模拟结果的准确性;随着风速和过量空气系数的增大,炉膛内和炉膛出口处的平均温度均下降;随着风速的增大,炉内切圆半径和切圆中心位置均未发生改变,但切圆最大风速增大. 展开更多

关键词 四角切圆锅炉 燃烧特性 变风速 过量空气系数 大涡数值模拟

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基于Navier-Stokes方程残差的隐式大涡模拟有限元模型 被引量：15

12

作者 陈林烽 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期1314-1322,I0003,共10页

对应于湍流的大尺度与小尺度流场信息,本文在有限元的框架下,假设Navier-Stokes方程的解的形函数由大尺度和不可解尺度形函数叠加组成,引入对应的权函数,将Navier-Stokes方程的有限元变分形式分解为大尺度和不可解尺度系统.根据不可解... 对应于湍流的大尺度与小尺度流场信息,本文在有限元的框架下,假设Navier-Stokes方程的解的形函数由大尺度和不可解尺度形函数叠加组成,引入对应的权函数,将Navier-Stokes方程的有限元变分形式分解为大尺度和不可解尺度系统.根据不可解尺度系统,构建基于Navier-Stokes大尺度方程残差的不可解尺度模型,将其代入Navier-Stokes方程的大尺度系统,进而数值求解大尺度系统得到Navier-Stokes方程的大尺度解.该方法无需像传统的大涡模拟方法那样对方程的解进行过滤,通过对形函数进行尺度分解实现解的尺度分解.本文使用该方法的自编程序代码开展了槽道湍流的数值模拟.通过与有限差分大涡模拟、DNS计算结果的比较,发现在使用较少网格情况下该方法预测的平均流向速度在近壁区与DNS数据吻合,在黏性外层略偏高;该方法对雷诺应力预测偏低导致从流向向垂向方向上湍动能输运略偏低.流向速度等值面图显示该方法有效捕捉到了大尺度旋涡结构;同时在近壁区可以观察到明显的低速条带结构. 展开更多

关键词 大涡数值模拟 有限元方法 多尺度方法 不可解尺度模型 槽道湍流

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基于OpenFOAM的带肋双通道扰流冷却大涡模拟

13

作者 钱潇如 张祎 +2 位作者 韩万金 鞠凤鸣 李宇峰 《汽轮机技术》 北大核心 2016年第3期184-186,222,共4页

基于OpenFOAM平台,对带直肋W/H=1双通道在静止状态下的流动耦合传热特性进行大涡数值模拟,研究了静止时双通道的流动换热性能。可以得出:在静止状态下由于肋片的扰流、离心作用,弯管处及弯管后的第二通道的Nu数比值大于第一通道,Nu数比... 基于OpenFOAM平台,对带直肋W/H=1双通道在静止状态下的流动耦合传热特性进行大涡数值模拟,研究了静止时双通道的流动换热性能。可以得出:在静止状态下由于肋片的扰流、离心作用,弯管处及弯管后的第二通道的Nu数比值大于第一通道,Nu数比值最大值出现在肋片的顶端,旋涡结构明显的多于第一通道,故换热效果明显的好于第一通道。结果表明,基于OpenFOAM的大涡模拟能够较好地应用于带肋通道复杂流动和传热研究。 展开更多

关键词 OPENFOAM 带肋双通道 扰流冷却 大涡数值模拟

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基于WRF-LES模式的大气边界层近地风场精细化模拟研究

14

作者 刘达琳 陶韬 +2 位作者 曹勇 周岱 韩兆龙 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期220-231,共12页

台风等极端气象灾害对工程结构安全造成严重威胁,研究近地面大气边界层精细化模拟对于土木工程具有重要应用价值.数值天气预报系统(WRF)中的大涡模拟(LES)模块具有参数方案多、精度高等优点,适用于近地面风场精细化模拟,但数值天气预报... 台风等极端气象灾害对工程结构安全造成严重威胁,研究近地面大气边界层精细化模拟对于土木工程具有重要应用价值.数值天气预报系统(WRF)中的大涡模拟(LES)模块具有参数方案多、精度高等优点,适用于近地面风场精细化模拟,但数值天气预报-大涡模拟(WRF-LES)精细化模拟效果与参数设置密切相关.寻求适用于精细化模拟近地面风场的参数设置,选用WRF-LES模式中的几种次网格模型和空间差分格式,采用较细密的网格分辨率,进行理想大气边界层模拟.对比平均风速剖面、湍流强度剖面和功率谱等风场特性,讨论关键参数对近地面风场模拟精度的影响,确定合适的参数设置.研究表明:对次网格模型,非线性回波散射和各向异性(NBA1)模型可有效改善近地面风场模拟精度;对网格方案,在计算域底部不均匀加密垂直网格可更好地描述近地面风场空间分布特征,有效减小计算资源;对空间差分格式,偶数阶差分相较奇数阶差分格式可捕获更小尺度湍流结构.所提出的WRF-LES模式参数方案,可为精细化模拟近地面风场和台风边界层提供技术参考. 展开更多

关键词 次网格模型 网格分辨率 空间差分格式 数值天气预报-大涡模拟

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波流环境中垂向圆管射流三维运动和稀释过程模拟 被引量：11

15

作者 徐振山 陈永平 张长宽 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期265-275,共11页

采用大涡数值模拟方法建立了波流环境中垂向圆管射流三维物质输运数学模型,在此基础上分析了波流共同作用下射流运动和稀释过程,并探讨了波浪对射流三维时均浓度特征的影响。数模结果与实测数据的对比表明,该模型能够正确复演波流环境... 采用大涡数值模拟方法建立了波流环境中垂向圆管射流三维物质输运数学模型,在此基础上分析了波流共同作用下射流运动和稀释过程,并探讨了波浪对射流三维时均浓度特征的影响。数模结果与实测数据的对比表明,该模型能够正确复演波流环境中射流速度和浓度沿水深分布的规律。引入了射流的三维浓度特征指标,即断面最小稀释度及其垂向位置和断面可视范围面积,发现随着波高或波周期的增大,波流环境中射流的断面可视范围面积逐渐增加,这说明波浪对射流的稀释起到一定的促进作用。 展开更多

关键词 波流 射流 大涡数值模拟 稀释

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刚性壁面三维陷落腔涡流噪声机理研究 被引量：5

16

作者 王玉 王树新 刘玉红 《船舶力学》 EI 北大核心 2012年第11期1321-1328,共8页

陷落腔结构作为船舶表面的一种常见结构,其产生的噪声近年来广受关注。文章在马赫数为0.0048条件下,采用LES-Lghthill等效声源法对刚性壁面三维陷落腔的流场及声场进行仿真,形象地再现了陷落腔内部涡旋运动变化规律,分析了陷落腔涡流流... 陷落腔结构作为船舶表面的一种常见结构,其产生的噪声近年来广受关注。文章在马赫数为0.0048条件下,采用LES-Lghthill等效声源法对刚性壁面三维陷落腔的流场及声场进行仿真,形象地再现了陷落腔内部涡旋运动变化规律,分析了陷落腔涡流流动机制、脉动压力特性以及辐射噪声特征。通过对脉动压力功率谱及声功率频谱的对比分析发现,声功率谱的前三阶频率与陷落腔流体动力振荡频率吻合,这表明刚性壁面的三维陷落腔涡流噪声由流体动力振荡引起,由脉动压力构成的偶极子源对涡流噪声的贡献最大。研究成果为控制船舶涡流噪声提供了理论依据。 展开更多

关键词 三维陷落腔 涡流噪声 大涡数值模拟 等效声源法 涡声关系

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中间索面斜拉桥并列拉索尾流驰振数值研究 被引量：8

17

作者 马如进 倪美娟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期91-94,共4页

针对中间索面斜拉桥并列拉索的尾流驰振,在驰振基本理论的基础上结合大涡数值模拟方法进行了数值研究。研究首先回顾了驰振的基本理论,进一步利用大涡数值风洞模拟方法获得了横风下并列拉索的静风荷载系数,并分析了不同风攻角时上游索... 针对中间索面斜拉桥并列拉索的尾流驰振,在驰振基本理论的基础上结合大涡数值模拟方法进行了数值研究。研究首先回顾了驰振的基本理论,进一步利用大涡数值风洞模拟方法获得了横风下并列拉索的静风荷载系数,并分析了不同风攻角时上游索对下游索三分力系数的影响。在驰振判别原则的基础之上开展并列拉索尾流驰振的判别方法和发生风速的研究。结果表明上游拉索不会发现驰振失稳,下游拉索则发生驰振失稳的可能性很高,同时提高拉索结构阻尼比或者改变拉索局部振动频率均能有效地提高尾流驰振发生风速。最后建议并列拉索采用连接器相连的措施以提高拉索局部振动的频率,该措施可以极大地提高拉索尾流驰振稳定性。 展开更多

关键词 中间索面斜拉桥 并列拉索 尾流驰振 大涡数值模拟

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深水自主水下航行器附体安装结构参数优化及涡流噪声分析 被引量：3

18

作者 姜欣 刘玉红 +2 位作者 朱光 吴芝亮 赵黎明 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第17期25-34,共10页

深水自主水下航行器(Autonomous underwater vehicle,AUV)是主要依靠声学设备实现导航、定位以及任务操作的机电装备。声通信调制解调器是保证深水AUV正常水下作业的唯一数据通路,其周围的涡流噪声对其信号精度有着不容忽视的影响。以... 深水自主水下航行器(Autonomous underwater vehicle,AUV)是主要依靠声学设备实现导航、定位以及任务操作的机电装备。声通信调制解调器是保证深水AUV正常水下作业的唯一数据通路,其周围的涡流噪声对其信号精度有着不容忽视的影响。以降低涡流噪声对声通信传感器信号干扰为目的,研究声通信传感器的安装结构设计。依据AUV上声通信传感器的安装结构抽象出几何模型,即圆柱凸体–孔腔组合结构,采用LES-Lighthill等效声源混合法对该结构的流场、声场进行模拟仿真,探讨组合结构涡流流动机制及辐射噪声特征。分析影响组合结构涡流噪声的因素,以降低涡流噪声为目的,利用正交试验的方法优化圆柱凸体–孔腔组合结构参数。结果表明,在较低速度范围内,水下航行器速度对组合结构水动噪声的影响不如组合结构参数对水动噪声的作用显著,安装结构参数对涡流噪声的影响顺序为高深比>直径比>深径比。研究成果为水下航行器声学传感器的合理安装及提高信号精度提供了理论指导。 展开更多

关键词 自主水下航行器 凸体–孔腔组合结构 大涡数值模拟–Lighthill等效声源法 正交试验 涡流噪声

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考虑大气稳定度的风电场等效粗糙度模型研究

19

作者 李宝良 张子良 +2 位作者 葛铭纬 王罗 刘永前 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期258-264,共7页

目前模型未充分考虑大气稳定度的影响,针对该问题,在不同大气稳定度下,通过建立风电场边界层的动量平衡关系和揭示风电场的流动不均匀性,提出一种适用于不同大气稳定度的风电场等效粗糙度模型。采用大涡模拟方法对所提模型进行验证,结... 目前模型未充分考虑大气稳定度的影响,针对该问题,在不同大气稳定度下,通过建立风电场边界层的动量平衡关系和揭示风电场的流动不均匀性,提出一种适用于不同大气稳定度的风电场等效粗糙度模型。采用大涡模拟方法对所提模型进行验证,结果显示该方法能有效评估大气稳定度对风电场流动不均匀性以及等效粗糙度的影响,所得等效粗糙度平均误差约10%。 展开更多

关键词 风电场 大气边界层 尾流 大涡数值模拟 等效粗糙度模型

原文传递

恒定流速下三角型沟槽隔水管减阻性能的仿真分析

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作者 何霞 杨成宇 +2 位作者 王国荣 钟林 蒋雯婧 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期157-166,共10页

目的为了提高隔水管的使用寿命和保障深水钻井的安全性,在只考虑同一流速下的海流力、不同沟槽的布置对隔水管受力影响的工况下,利用织构减阻的原理,将三角型沟槽织构引入隔水管表面来起到降低隔水管绕流阻力的作用。方法采用大涡数值模... 目的为了提高隔水管的使用寿命和保障深水钻井的安全性,在只考虑同一流速下的海流力、不同沟槽的布置对隔水管受力影响的工况下,利用织构减阻的原理,将三角型沟槽织构引入隔水管表面来起到降低隔水管绕流阻力的作用。方法采用大涡数值模拟,建立三角沟槽织构隔水管力学模型,在恒定流速下开展三角型沟槽深度和宽度几何参数对隔水管升阻力系数、速度场分布、压力系数分布、涡量分布影响规律的仿真分析,并与光滑隔水管的速度场分布、压力系数分布、速度矢量场分布进行对比。结果在南海恒定平均流速0.3 m/s的模拟工况下,当三角型沟槽织构沟槽个数为32时,沟槽织构隔水管的升阻力系数均小于光滑隔水管,起到了减阻抑升的作用,且在深度为0.14 mm、宽度为1.96 mm的条件下,隔水管的阻力系数降低了65.02%,升力系数均方根降低了78.3%,减阻效果最佳。结论建立了一套恒定流速下三角型沟槽隔水管绕流减阻优化设计与评价的新方法,为利用三角型沟槽织构改善隔水管的疲劳失效、提升其使用寿命提供了理论参考。 展开更多

关键词 隔水管 三角型沟槽 涡激振动 大涡数值模拟 抑振减阻

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