摘要：采用PIV测速技术,对水平轴风力机在尖速比为7.0的轴流工况进行风洞测量,获得不同叶高处翼型截面的高保真三维速度场;同时,采用openfoam对风力机该工况进行数值模拟,实验结果验证数值模拟的准确性。结果表明对于轴向、切向和径向速度,CFD与实验测量有较好的一致性;对比了叶素动量理论、无黏面元法和CFD等气动模型对叶片载荷的预测结果,并与从PIV速度场推导出的气动力进行比较。结果显示CFD比BEM和面元法更准确地预测叶片载荷,BEM和面元法因为叶尖损失模型和无黏假设等原因对叶尖处载荷预测失效。

摘要：在openfoam开源代码框架下开发求解器,对旋转开槽圆筒式阵风发生器的动态等效升力系数进行数值模拟,与试验结果吻合较好,验证了求解器的正确性。在此基础上,对该型阵风发生器的下游流场扰动风速进行了数值模拟和流场分析,分析了开槽圆筒旋转方向、下游流场位置、减缩频率等因素对下游流场扰动阵风的影响规律。结果表明,开槽圆筒的旋转方向对中心线上下两侧流场产生不同影响,对中心线附近的流场干扰较大。阵风幅值的变化与减缩频率有关,当减缩频率值在0.2~0.25之间时,产生阵风的正弦特性最佳。该数值模拟的结果对阵风发生器试验装置的设计具有一定的指导意义。

摘要：该文基于openfoam自由软件包,采用任意网格界面元方法(Arbitrary Mesh Interface Method)对两叶片和三叶片风力机风轮周围流场进行了非定常数值模拟和分析。计算采用非结构化网格和k-?SST湍流模型,分析了多种工况下两叶片和三叶片风力机风轮的气动性能的特点和差异,并计算风力机的轴向推力、扭转力矩、叶片表面压力分布和尾涡等气动力性能参数。该文计算得到的结果可为风力机叶片进行结构有限元分析时,提供重要的风载荷数据,为风力机叶片的设计、改型和研发工作提供详细技术参数。

摘要：该文基于计算流体动力学开源程序openfoam建立三维水流数学模型,模拟圆柱周围的水流运动,分析圆柱迎流侧和背流侧流速剖面分布,通过与物理模型试验结果对比,表明所建立的模型能够较好地描述圆柱周围的水流运动。并在此基础上,分析对比了不同床面切应力计算方法模拟得到的圆柱周围床面切应力放大系数分布,获得了较为准确的计算方法。

摘要：为了提高离心泵的水力性能,采用拓扑优化方法对离心泵蜗壳进行拓扑优化设计,建立了优化数学模型,优化目标函数为最小化流体的总压损失,约束条件为流体域的体积约束.基于openfoam,编制了优化问题分析和求解程序,通过连续伴随法求得目标函数对设计变量的灵敏度,采用移动渐近线法(MMA)求解优化问题.二维蜗壳优化结果表明,提出的蜗壳拓扑优化方法能够获得蜗壳优化设计方案,得出的蜗壳结构与用传统设计方法设计出的蜗壳结构十分接近,且拓扑优化方法下的蜗壳流场内总压损失更小,特别是在传统蜗壳设计方法不适用的情况下,该方法能够自动获得蜗壳构型.研究结果对于拓展离心泵优化设计方案具有一定的借鉴价值.

摘要：GIL导线中充满SF6气体,由于制造、运输、安装与老化等原因,综合管廊GIL舱存在SF6气体事故泄露的可能性,故应设置专门的监测控制系统与排风系统。文章以武汉谭鑫培路地下综合管廊6.3 km超长GIL舱为案例,结合GIL舱排热通风数据与SF6气体扩散特性,确定管廊发生气体泄漏后最不利的泄露位置与工况。通过开源计算流体动力学软件openfoam,建立了SF6气体扩散的三维长节段模型与详细短节段模型,并且给出了数值分析流程。在SF6气体典型事故工况中,以排热通风分析的数据作为边界条件进行了分析,从而得到在既有排热通风系统下GIL舱内SF6气体浓度场的变化趋势。分析结果表明,SF6气体主要由常规排热通风系统排出,但是辅助系统能够很大程度上节省排风时间,相关数据可为通风系统与监测系统的优化设计提供建议。数值模拟方法可为其它类型重气在管廊内泄露扩散模拟提供参考。

摘要：武汉谭鑫培路地下综合管廊GIL舱属于超长封闭的构筑物,排热通风问题成为该工程设计的控制性问题,特别是舱体与周围土体的传热问题。基于IDA隧道模拟软件建立GIL舱一维分析模型,对当前通风系统在夏季、冬季与过渡季节典型气候下的短期排热,以及1年、10年和30年考虑季节变化下的长期排热进行分析。短期分析结果表明,管廊坡度和温度梯度会降低某些区域的目标通风率,在设计中应引起重视。长期分析结果表明,舱内空气和壁面温度升高在运行的前5、6年最为显著,并在30年的剩余时间内保持稳定,舱壁与周围土体释放10%～40%的热量。基于计算流体力学软件openfoam建立GIL舱三维节段模型,分析电缆和支架对舱内温度场与速度场的影响,揭示GIL舱内速度分布的不均匀性与烟囱效应对温度分布的影响。

摘要：该文基于有限体积法开源软件openfoam,求解不可压缩流体的连续方程和Navier-Stokes方程,建立了V形挡板式透空堤的波浪透射、绕射和越浪的三维数值波浪水池模型。控制体采用三维长方体,结构物周围进行了网格加密。在将数值计算结果与实验结果比较后验证了数学模型的准确性基础上,对60°夹角V形挡板式透空堤后的波高分布进行数值模拟,分别计算了竖板顶部高出静水面时仅有透浪和竖板顶部位于静水面时透浪加越浪情形下,相对水深d/L对V形挡板式透空堤后波高分布的影响。计算结果表明:仅有透浪情形,相对水深对V形挡板式透空堤后的比波高分布有较大的影响,V形挡板式透空堤对较短周期的波浪有较好的掩护效果。对比竖板相对入水深度t/d相同时仅有透浪和透浪加越浪情形,可见竖板顶部的越浪量主要影响堤后竖板附近区域的波高分布。

摘要：为探讨海水泵站流道非对称引水流态特性,基于openfoam建立了某液化天然气接收站海水泵站流道数值模型,在利用实测数据验证的基础上,模拟计算与分析了对称和非对称引水时,流道内流速与紊动动能分布特征。模拟结果表明:海水泵站非对称引水时,水流进入前池后流速较大,在低水位下水流无法充分扩散,在流道入口处形成偏流,行进至海水泵前断面水流分布已基本均匀;非对称引水时,海水泵所在进水池各断面均匀性指数平均值高于对称引水工况,且各海水泵进水池的紊动动能平均值也小于对称引水工况;从过水断面流速分布均匀性以及紊动量级来看,非对称引水对水泵运行更有利。

摘要：为研究射流环境中声阻抗差异对爆轰管口流场结构的影响规律,建立爆轰管内外流场的轴对称模型,采用openfoam平台的rhoReactingCentralFoam求解器进行耦合求解。通过在管口处构建氩气、氢气和空气混合物、氦气3种自由射流区域,结合管口处是静止空气时的仿真结果,分析了管内外介质声阻抗差异对爆轰流场结构的影响。结果表明:氩气射流和静止空气会使爆轰波溢出管外时,在声阻抗间断面处形成反射激波;氦气射流会使爆轰波溢出管外时,在声阻抗间断面处形成反射稀疏波;氢气和空气混合物射流则对该过程无影响。在氩气射流和静止空气中形成的马赫盘减小到基本消失,滑移线和其后的超音速区域在马赫盘附近相遇;氢气和空气混合物射流和氦气射流中的马赫盘减小后仍保持一定大小,滑移线和其后的超音速区会在离马赫盘较远的地方相遇。自由射流与可爆混合物的声阻抗差异会使前导激波波阵面发生变形并改变其指向性。氩气射流中的前导激波阵面在靠近中心轴线处弯曲程度减小,静止空气中的前导激波大致呈现球面波的形态,氢气和空气混合物射流与氦气射流中的前导激波阵面发生凸起。