摘要：以某型燃气轮机透平第1级静叶(无气膜)为研究对象,基于openfoam平台采用叶栅三维黏性流的数值计算方法,研究了不同进口来流湍流度下静叶片表面的压力分布和对流传热系数的分布特征及二者对叶片冷却结构设计的影响。结果表明:来流湍流度对叶片表面的压力分布影响较小,对表面传热影响显著。叶片外表面传热系数随来流湍流度的增大而升高,但增强的幅度逐渐减小。在前缘区的传热增强程度最大达到30%,压力面的影响达15%,吸力面及尾缘区域传热增强程度受湍流度影响约5%。沿叶高方向,叶片传热呈现较高的二维性,叶片根部区域有明显端部效应。根据叶片一维传热过程模拟,若前缘外传热恶化程度达30%,则金属表面局部平均温度上升最大幅度约24 K,这极大影响了叶片寿命。在设计叶片冷却结构时,需要合理地考虑来流湍流度的影响,采用高性能冷却结构并留有适当安全裕度,防止叶片局部过热或产生较大热应力。研究成果可为透平叶片冷却结构设计及现有机组性能优化提供参考。

摘要：针对某四缸增压柴油机在低速段扭矩偏小,分析可以通过重新设计排气歧管使这种情况得到改善。使用CFD软件openfoam对原排气管内部流场进行了计算分析,根据分析结果设计了新的双脉冲排气歧管,并对比了两种排气歧管的分析结果。对新排气管进行了装机试验,结果显示在装配了新管后,柴油机在低速段的扭矩有所提升,并且排放也有一定改善。

摘要：基于成本共享理念的波浪能发电装置(WEC)的开发与设计为降低建设成本提供了新的研究思路,应用计算流体力学方法对在透空箱式防波堤前附加垂荡浮子的集成装置进行数值模拟研究,主要研究了流体黏性和非线性PTO系统以及浮子形状对此类集成装置能量转换效率的影响。结果表明,此类集成装置可以获得较高的波能捕获宽度比(CWR),最高可达0.7,可以较好地利用反射波波能。共振区间上受黏性影响较大,相比于线性无黏理论解,CWR下降明显;实现了2种非线性PTO系统的模拟,有待于进一步的优化未获得更高的CWR值;浮子形状优化效果明显,采用圆底形浮子受黏性影响更小,可以获得更大的CWR值。此种集成模型的模拟和研究可以为新型防波堤设计和现有防波堤的改造提供思路和参考。

摘要：对NREL 5 MW参考风机进行实尺度建模及网格划分,采用openfoam平台的瞬态不可压缩湍流求解器pimpleDyMFoam,结合旋转动网格处理方法,对风机的气动力性能及其周围三维流场进行非定常数值模拟。通过对风机所在流场尾涡分布、推力系数、风能利用系数、翼型极限流线、压强系数分布以及来流方向截面的流场分布等方面的对照分析,探讨细网格划分下风机的气动力性能及风轮对其周围流场的影响,为以后的风机叶片设计、风电场布局优化等提出意见和建议。

摘要：复杂地形上的风力发电机组尾流区具有风速分布不规则的特性。目前,基于线性或者经验公式的商业微观选址软件对复杂地形的尾流计算准确度不高。根据不准确的尾流计算设计的风电场存在发电量低、故障率高等问题。该文采用在开源CFD平台(openfoam)上求解RANS方程和根据制动盘模型建立复杂地形尾流仿真的方法(并考虑不同大气热稳定度对流动的影响)对某复杂地形风电场的尾流效应进行分析,通过分析仿真结果与机组实际SCADA运行数据验证了该方法的准确性。

摘要：为能在多翼离心风机的前期设计中能在初始方案中选出相对合理的方案,本文提出了一个多翼离心风机的快速参数化的CFD研究方法。该方法主要是采用多翼离心风机的二维模型来进行计算,以达到减少计算量的目的。同时利用面向对象的编程语言Python将开源软件Gmsh与openfoam结合起来,完成了一个可对多翼离心风机进行参数化研究的程序,提高了计算效率。

摘要：本文使用开源CFD软件工具openfoam,通过设置不同的建筑表面网格尺寸和不同的网格类型,计算建筑风环境的人行区风速分布情况,并按照绿建相关标准进行结果统计。通过对比分析,发现在不同的建筑表面尺寸下,贴体网格的算例中,高风速和低风速的面积占比相对较多,非贴体网格的算例中,面积占比大部分集中在中等风速。由此可以看出,贴体网格的计算结果能更好的预测高低风速的区域,因此建议使用贴体网格进行建筑室外风环境的仿真计算。

摘要：为了延长在低地轨道(LEO)和极低地球轨道(VLEO)的卫星寿命,使用吸气式电推进器提供推力成为研究的热点。然而,150 km高度以上的大气非常稀薄,需要将气体收集压缩之后才能供给推进器使用,所以对气体收集装置的结构设计非常重要。本文使用直接仿真蒙特卡洛(DSMC)方法对进气装置进行数值模拟,得到进气装置内外流场的平均数密度和速度分布云图,发现进气装置前段流场存在类激波结构,流场存在热力学非平衡现象;研究了压缩角度θ(7°~45°)和进出口直径比a(3~7)对流动的影响,最后分析了分子与壁面碰撞模型对收集效果的影响。结果表明,在出口直径相等的情况下,压缩段角度越大,出口截面平均气体速度越大;当压缩角度θ为15°和30°时,出口粒子流量较大;入口直径增大时,粒子浓度上升速度减慢;粒子流量和粒子浓度比在进出口直径比a为6时均存在最大值,当直径进一步增大时,出口处粒子浓度反而降低;气体分子在完全漫反射模型下收集效率更高。

摘要：锥阀作为调压阀在工作过程中受到外部激励作用不可避免的会发生轴向振荡,诱导流场中出现空化现象,空化初生、发展及溃灭与阀芯振荡耦合在一起,导致整个液压系统的压力发生大幅波动。针对这一问题,基于openfoam开源平台二次开发出具有动态重叠网格功能的两相空化流求解器,对阀芯振荡诱导空化现象进行数值模拟,结合实验与数值计算结果得出:阀芯振荡关阀阶段阀腔中油液受到惯性作用向出口流动,产生大范围低压区,在低压影响下促使气核剧烈膨胀,在阀腔下游产生二次空化;阀芯振荡开阀阶段阀口处压力梯度大,压差驱动油液高速通过阀口产生射流,导致阀口处形成射流空化,这将为高性能液压阀的设计提供理论依据。

摘要：通过使用openfoam模拟三维数值波浪水槽,研究了刚性非淹没植物对孤立波传播的影响.观测孤立波通过刚性非淹没植物模型前、后波高的变化,并对比模型前、后两处浪高仪位置波面历时曲线的模拟值和实验值,验证了数值计算的可靠性.计算并比较了波浪反射、透射及波能耗散等相关系数的实验值和模拟值,分析了相同初始条件下孤立波通过不同植物密度和布置形式的刚性非淹没植物时水动力特性的沿程变化,从而得到了设计的工况中刚性非淹没植物在极端波况下的消浪效果.模拟结果也表明openfoam能够较好地应用于三维数值波浪水槽的相关研究.