摘要：采用开源计算流体力学软件包openfoam,通过质量源造流方程的推导、源区参数设计以及数值水槽边界条件的改进,成功开发了一种基于质量源法的域内源造流数值水槽sklec-Foam。该模型被用于探讨恒定流和非恒定流的生成效果,并与理论值以及olaFlow模型的边界造流法进行了比较。结果表明,基于质量源法的数值水槽模型在造流的精度和稳定性方面表现出色。这一模型为海岸水动力-结构物相互作用研究以及潮滩的保护和服务功能提升提供了科学支撑。

摘要：针对目前有关openfoam对带导叶这种特殊结构的离心泵的计算研究较少且没有形成系统性研究的现状,为了验证openfoam开源软件在导叶式离心泵数值计算方面的可靠性,分别对0.6Q_(d)~1.4Q_(d)流量工况下的导叶式离心泵进行外特性试验以及稳态和瞬态的数值计算。结果表明:openfoam计算得到的外特性结果贴近试验数据,最大误差在4.1%以内;叶轮内存在低压区,导叶出口处压力最大但随着流量增大而减小;小流量工况0.6Q_(d)下导叶流道内漩涡严重,随着流量增大,流场流动趋于平缓;叶轮的轴向力、径向力和压力脉动均受叶轮和导叶的干涉影响,设计工况下叶轮受力最稳定,叶片压力脉动呈周期性变化,叶片工作面的压力波动程度大于背面,反导叶处的压力脉动曲线有28个峰值。因此,openfoam可以作为有效预测导叶式离心泵性能的CFD软件,研究结果对后期研究openfoam软件的普适性有一定的指导意义。

摘要：为了验证开源软件openfoam在化工泵数值计算中的准确性,以openfoam5.0为平台,在0.3 Qd^1.4 Qd(Qd为设计工况流量)的工况范围内对IH型化工离心泵进行稳态和瞬态全流场数值计算。流动控制方程选取标准k-ε湍流模型,稳态和瞬态计算分别采用simpleFoam和pimpleDyMFoam求解器。通过后处理软件ParaView显示计算得到的泵内流速、压力及流线分布,分析泵内旋涡与流动损失的关系,预测计算泵的扬程、输入功率及效率等外特性参数。在同样的计算模型、网格及边界条件下,将开源软件openfoam和商用CFD软件预测计算的泵性能参数与实测结果进行对比,结果表明:openfoam在化工泵性能预测方面有较高的精度。

摘要：在开源流体力学软件openfoam的非定常、可压缩流求解器buoyantPimpleFoam中植入被动标量输运方程,设计开发适用于爆炸烟云扩散模拟的求解器CbPFoam,对不同当量爆炸烟云在均匀大气中抬升扩散进行了仿真计算。得到了烟云在流场中涡旋上升过程及标量场浓度及流场数据。与不同当量TNT爆炸试验烟云顶高数据进行了比较,发现两者变化趋势一致,验证了求解器的可行性,并通过数据拟合得到了均匀大气条件下爆炸烟云爆高与当量的关系,为进一步研究烟云扩散轨迹和有害物质颗粒散布打下了基础。

摘要：应用多孔介质微通道热沉是解决高热流密度电子器件散热问题的一种有效途径。针对多孔介质微通道热沉传热问题,基于openfoam数值计算软件,采用局部热平衡模型,在动量方程中增加Darcy和Forchheimer阻力项,并考虑孔隙率的影响,开发了新的求解器MCHTFoam,分析了入口速度以及孔隙率对多孔介质微通道热沉的传热影响。结果表明:入口速度增加会增强换热,但对加热面平均温度的影响在逐渐降低,摩擦阻力系数降低;随着雷诺数的增加,孔隙率对摩擦阻力系数的影响程度在减小,而对平均努塞尔数的影响程度在增加。该研究结果可为高热流密度电子器件的散热设计提供一定参考。

摘要：针对连铸大方坯凝固过程数值分析问题,探讨了开源软件openfoam程序设计和边界条件处理的方法。利用openfoam的扩展性,对其基本导热方程求解器laplacianFoam进行修改,满足了连铸坯传热凝固计算的要求。用所开发的程序计算了低碳钢连铸大方坯的凝固过程,并通过实际生产现场测温和射钉实验,验证了数值计算的可靠性。

摘要：为解决固定闸门开度研究方法无法准确描述启门泄流过程水力特性变化的问题,基于开源计算流体力学软件openfoam二次开发了适用于平板、弧形闸门沿预定轨迹连续开启的动网格类,并以瀑布沟水电站泄水建筑物水工模型为例,验证了程序的可靠性与网格收敛性。结果表明,该程序在捕捉自由水面、求解下泄流量及流场瞬态水力特性方面表现突出,且发现《溢洪道设计规范》会显著高估闸门连续开启工况的下泄流量值。

摘要：[目的]旨在探究三体船连接桥落体砰击载荷分布规律。[方法]基于openfoam开源软件以及连续性方程和N-S方程,建立三体船连接桥自由落体入水砰击数值模型,模拟三体船连接桥自由落体入水砰击过程中的速度、砰击压力以及自由液面动态变化,开展网格收敛性分析,验证数值计算方法的正确性,并将数值解与实验值进行对比。[结果]结果显示,所提模型能够有效预报三体船连接桥结构的落体砰击载荷,靠近外折角点的连接桥砰击压力系数最大,得到了连接桥下表面砰击压力峰值及砰击压力系数与速度的关系。[结论]研究给出的三体船连接桥入水砰击压力特性和范围可为三体船结构强度评估与结构设计提供数值基础。

摘要：鉴于水生植被广泛存在于长江口河道滩地,其对滩地水动力特性和泥沙沉积等有重要影响,采用Open FOAM模型模拟了斑块植被对水动力特性的影响,对比分析了不同密度斑块植被对水流结构影响。结果表明,不同密度植被尾流结构差别明显,植被较密时,下游侧植株周围流速明显减小,尾流结构不明显。

摘要：针对openfoam解算软件缺乏GUI功能用户交互体验性差问题,研究设计了一个openfoam求解客户端软件。设计了基于服务的“云+端”计算架构,设计开发了一个openfoam求解器服务,GUI客户端远程调用访问求解器服务,并集成可视化服务实现了数据可视化分析功能,实现了云端协同的求解计算功能;研究设计了基于界面模板的动态GUI界面生成方法,实现了客户端软件界面用户自定义配置功能。该软件支持基于服务的功能扩展集成,支持用户界面自定义、求解器用户设置界面自定义功能,用户界面友好,可扩展性强。通过实际的算例进行解算,验证表明了客户端软件能够通过远程调用云端求解服务、可视化服务实现完整的求解计算流程。