摘要：以国内某深隧系统工程的入流竖井为研究对象,应用Realizable k-ε湍流模型对不同工况下竖井段入流全过程进行瞬态模拟计算,并结合物理模型试验,对比不同工况下竖井内流场特征及其消能性能。结果表明,数值模拟与模型试验结果吻合度较高,竖井均是在来流方向一侧的溢流量较大,且在该侧竖井底部的水流紊动较管口侧更剧烈;设计工况下竖井泄流过程中的液相下跌流速最大可达到10 m/s,排气井内气相平均上升速度为2.5 m/s,而排气井外侧的气流因受水流下跌的影响,速度较大,可达5 m/s;竖井内部仅在溢流堰和管道入口上方存在局部负压,且随着流量增大,负压区扩大,最大压差为154 kPa;竖井入流量在不超出工程设计流量时,消能率在73%以上,具有较好的消能效果,但在过载工况下,其消能效果有所降低。

摘要：为解决高水头溢洪道空蚀破坏问题,设计了3种方案,分别在桩号0+130.73、0+161.78、0+186.39处加设掺气槽,其对应的弗劳德数Fr分别为6.65、7.91、8.53,并采用RNGκ-ε紊流模型和物理模型试验的方法,分析易发生空蚀破坏断面的掺气浓度及沿程水流空化数指标。结果表明,在桩号0+186.39处加设掺气槽,在易发生空蚀破坏截面临底掺气浓度大于15%,沿程水流空化数均大于0.3,效果优于其他2种方案,可有效解决溢洪道空蚀破坏问题。

摘要：针对流体体积模型(volume of fluid,vof)在模拟相间传质过程时需要将界面质量流密度转换为单位体积传质速率的问题,对vof模型中的界面传质与体积传质转换方法进行了改进。提出一种既解决了网格无关性问题又可以反映局部界面传质特性的转换方法,并给出了理论推导证明。推导出相应的网格无关性条件,通过划分3组不同尺寸的网格模拟了汽泡冷凝问题,并在汽泡生长方面对该转换方法加以简单应用,模拟结果与理论分析及实验结果符合良好,合理可行,可广泛应用到多相流中界面传热传质模拟的过程。

摘要：针对泵站进水池在过渡过程中的水面波动现象,本文采用vof模型对万家寨引黄工程北干线中的平鲁泵站进水池进行了三维流场计算,在对系统最小来流条件下三台泵运行时进水池稳态流场分析的基础上,采用UDF给定瞬态边界条件,对三台泵运行一台泵启动的动态过程进行了数值模拟。计算表明,由于进水池结构和进流方向的原因,泵站进水池流态有较明显的漩涡存在。在系统小流量来流条件下,现有溢流坎的设计可满足三台泵的运行需要,但如要更多水泵工作,需改变溢流坎设计(例如除去溢流坎)或控制出流以加大流入进水池的溢流量,满足运行水泵对流量的需要。

摘要：针对某型大吨位矿用自卸车油气悬架为油气两相相互接触的特点,拟从多相流数值仿真的角度对其非线性刚度阻尼特性进行分析。首先,在探讨了现有多相流建模方法适用性、湍流模型适用性的基础上,结合vof模型和动网格技术,在Fluent软件中建立悬架的气液两相流模型,并采用UDF方法对两相流模型的边界运动形式进行预定义。其次,模拟了悬架拉伸和压缩状态下的内部瞬态流场特性,得到不同时刻相应流道中的速度和压力云图,提取出气室内压力的变化以及悬架内因阀系结构而产生的压力差的变化,进而计算得到其刚度和阻尼特性曲线。再次,将所求力学特性曲线通过Spline函数导入ADAMS/View中,建立了某型矿用自卸车的多体动力学模型,开展了随机道路平顺性仿真分析,并借助实车道路振动测试验证了仿真结果的准确性。最后,通过两相流仿真分析了阻尼孔倒圆大小、开孔角度、不同单向阀开度对悬架阻尼特性的影响。

摘要：夜间辐射冷却相变墙体能够有效地利用自然冷源降低建筑空调能耗,减少碳排放,是实现建筑节能的有效形式之一。分离式重力热管是该墙体系统实现热量输运的重要组成部分,其传热特性直接影响墙体系统的热工特性。本文利用vof方法建立分离式重力热管二维数值模型,模拟该热管在墙体热边界下的热特性与流动特性。结果表明,在蒸发端28℃、冷凝端22℃时,热管在平衡状态时工质整体温度约为26.4℃,换热量可达到524 W/m^(2),工质流速约为0.2 m/s。进一步模拟了不同蒸发/冷凝边界温差对热管换热量的影响,温差越大该热管换热效果越好。

摘要：利用vof模型,非稳态气、液多相流的N-S方程,采用有限体积法、结构化与非结构化混合网格和单机多核并行运算技术,数值模拟了喷射虹吸式坐便器冲水过程的三维三相流动。对排污管的驼峰顶断面的清水、污水、空气三相的体积分数积分数进行了定量计算,分析了虹吸过程的气、液状态分布及求解域中各相的体积积分数。对喷射虹吸式坐便器形成虹吸现象的水力特性实现了预测,为坐便器的设计提供了理论依据。

摘要：泵试验台汽蚀筒内的流动是具有自由表面的复杂流动。以叶片角为-2°,型号为JM-211的混流泵为例,在其设计工况点Q=2 200 m3/h下,运用vof模型,对江苏大学流体中心多功能试验台汽蚀筒的流动进行了内部流场数值计算,并与试验值进行了对比分析。数值计算得到了汽蚀筒内部的速度矢量图、两层稳流栅(整流器)附近横截面的压力分布图,以及出口速度、压力分布图。分析结果表明,两层稳流栅后流速稳定,压力分布较为均匀;泵进口压力试验值与计算所得汽蚀筒出口压力值非常接近。因此,该汽蚀筒进出口和稳流栅达到了试验所要求得泵进口压力且压力稳定。同时,研究结果表明vof模型是模拟水泵试验台汽蚀筒内流动的一种有效方法。

摘要：台阶式消能段可以有效迫使水流发生旋滚,有效消耗水流能量,是水电站溢洪道目前最常用的消能措施之一。为进一步了解台阶布置形式对水流流态分布影响,提高溢洪道消能效率,同时研究实例工程,即云南澜沧江上游某大型水电站溢洪道的最佳台阶布置形态,本文将三维vof方法引用至水利工程水流形态计算研究中,分析了四种体型工况在设计工况和校核工况下的水流特性。结合整体流态、流速、脉动压力分布和消能效率对比,本文最终推荐体型方案三作为推荐方案。

摘要：本文介绍了vof模型,结合k-ε紊流模型,利用Fluent软件数值求解了带自由水面的二维水流流动问题。以团山子水利枢纽为例,计算了溢流坝内水流流动特性,并将计算结果与实验数据进行对比,结果表明计算值与实测值吻合较好,说明vof模型能够精确地跟踪自由表面,可利用数值模拟对泄水建筑物设计方案比选,结合模型试验的方法,研究其水力特性。