分离涡

摘要： 针对翼型表面的流动分离,采用数值模拟方法研究随行波结构流动控制的机制。为了验证计算方法的可靠性,将翼型表面静压曲线与实验测试结果进行对比,发现两者吻合程度较好。数值计算结果表明,适当增加随行波的相对弦长长度,有助于改善翼型的气动性能。当攻角小于3°时,随行波位于分离点之前,沟槽内形成顺时针旋转的二次涡,有助于加速边界层低速条带;在大攻角下,随行波位于分离点之后,顺时针卷起的分离涡在沟槽内形成逆时针旋转的二次涡,与分离涡互为反向涡对,减小了尾缘分离区范围。翼型表面随行波能有效地控制边界层流动。

摘要： 基于雷诺平均数值计算方法,针对进出口面积相等的两种布局抽吸孔设计,分析了超声速进气道在不同反压比的进气道流场特性,尤其是不同压比条件下抽吸孔内的流场变化情况,获得了进气道从起动到不起动的抽吸孔内的流场变化及壁面压力分布。结果表明:随着反压比的增大,在进气道喉部区域形成较强的密度梯度;模型-1的正激波传播到进气道唇口区域,正激波使得马赫数降低到0.68,抽吸孔进口壁面出现分离现象,分离引起的再附激波使得马赫数增加到1.37,进气道是起动状态;而模型-2在压比等于15.1时,抽吸孔左侧壁面出现较大的分离包,进气道唇口出现溢流,进气道出现不起动现象。

摘要： 基于SST k-ω模型,分析了前缘添加辅助小翼后,在2°~22°攻角下对主翼S809翼型的气动特性的影响.结果表明,在小攻角2°~6°下,主翼的升力减小,阻力增加,但当攻角达到8°时,前缘辅助小翼使得主翼升力增加,阻力减小,升阻比增大.通过分析主翼在10°、14°、18°和22°大攻角下的流动分离规律和增升机理,表明前缘辅助小翼的存在有效抑制和延迟了流动分离,有效抑制了分离泡,从10°和18°的涡量云图可以看出,前缘辅助小翼上产生的涡对主翼涡有明显的抑制效果.计算提取了在14°、18°攻角下翼型吸力面不同高度的x方向速度,在边界层内相同高度的x方向速度分量值大于原始翼型的,表明沿翼型表面x方向流体拥有更大的动能,有助于主翼在大攻角下提高气动性能.

摘要： 本文通过改变无蜗壳离心风机的进口流量,来研究其对风机压力、效率以及流动情况的影响。研究结果表明,在小流量工况下无蜗壳离心风机的流动损失的原因是在叶片吸力面产生了分离涡,在大流量工况下由于二次流等引起流动损失。通过改变风轮的叶片数研究风机的内部流动,改型叶片数为6的叶轮可以减少分离涡和抑制二次流的效果,使得风机的效率有一定提高。

摘要： 采用改进的分离涡模拟方法配合剪应力输运模型分析旋转射流涡结构、速度场、压力场的演化过程,探索喷嘴压降对大涡结构发展和湍流脉动波动的影响规律。研究结果表明:射流涡结构的发展可划分为Kelvin-Helmholtz不稳定性阶段、过渡阶段和旋转不稳定性阶段;旋流作用能够显著增强径向湍流脉动、增大射流扩散角,湍流脉动耗散是下游射流速度衰减的主要原因;随压降增大,射流速度和脉动幅度都相应增大,速度分布的对称性增强,沿轴线方向的压力脉动特征和涡旋输运强度显著增加,但当喷射距离超过约9倍无因次喷距后,提升压降并不能提高旋转射流的有效冲击距离,但可以增大旋流强度和射流扩散角。旋转射流更适用于需求大孔径的径向水平井钻孔、煤层气水平井造穴和煤矿巷道钻孔卸压等工程场景。

摘要： 以台北101大楼为研究对象,应用一种新的湍流脉动流场产生方法(DSRFG)模拟了台北101大厦周围风场的湍流入口边界条件,采用分离涡方法对该建筑进行数值风洞模拟.根据大厦外形特征,建立了几何模型,用于大厦风荷载的数值模拟;基于大厦振动监测系统得到的结构模态、自振频率等数据,建立了大厦的结构模型,用于气弹响应分析.将计算结果与现场实测以及风洞测力试验的相应数据进行了对比,以验证数值风洞的有效性.对是否考虑流固耦合的大厦数值模型的等效风荷载及风致响应进行对比分析,并探讨了流固耦合效应对大厦周围风流场的影响.对该对象的研究结果表明,在顺风向上,建筑物的风致响应不易受流固耦合效应影响,而在横风向上,考虑了双向流固耦合的有限元模型,其等效静风荷载及加速度与位移响应均小于未考虑流固耦合的有限元模型.在流场上,流固耦合效应减小了建筑两侧的涡量,但会产生较大的脱落涡旋,可能会对下游建筑风环境造成不利影响.

摘要： 本文以TTU标准低矮建筑模型为研究对象,分别采用Standard k-ε、RNG k-ε、Realizable k-ε以及分离涡模型对低矮建筑周边风场进行数值模拟.为较好满足大气边界层的自保持性要求,对RANS模型底部和顶部边界条件进行修正,确保建筑物与大气相互作用时来流条件基本保持不变,并由新的湍流脉动流场生成方法DSRFG模拟风场的湍流边界条件.在定常与非定常风场下分别计算分析不同湍流模型下低矮建筑周围的风场及风压分布规律,并将数值模拟结果与WERFL实测数据以及TJ-2风洞试验数据进行对比,验证了计算结果的可靠性.结果表明:RANS模型能够模拟出结构周围流场的一般特性,但对流场的湍流特性模拟效果不佳;相比RANS模型,分离涡模型能够较好地模拟出流场的湍流分布及结构背风处涡旋的分离脱落情况,模拟结果可为低矮建筑抗风设计方法提供论证依据.

摘要： 为了分析近壁面流场结构对附着型空化初生特性的影响规律,通过数值模拟方法开展不同来流攻角条件下绕平头回转体初生空化的形成及流动特性研究.采用均质两相流模型并耦合大涡模拟(LES)方法和Zwart空化模型,对绕平头回转体初生空化进行数值模拟.研究结果表明:LES方法可以较好地模拟绕平头回转体的初生空化流动,计算得到的空穴形态及其随时间的演变过程与实验结果基本一致;各攻角条件下的初生空穴均呈不规则的团泡状,不对称地分布在回转体肩部的分离涡区域内;随着攻角增大,回转体迎流区域的初生空穴分布范围逐渐减小,背流区域的初生空穴分布范围逐渐扩大;初生空穴的分布规律与时均分离涡结构紧密相关;随着攻角增大,迎流面分离涡尺度逐渐减小并向回转体头部及壁面移动,背流面分离涡尺度逐渐增大;大攻角条件下,在回转体背流面的分离再附着点附近出现二次分离现象,促使初生空化在此处形成.

摘要： 当潜艇在水下高速行进时,海水会在潜艇表面形成脱体边界层和分离涡,大尺度分离涡的生成和脱体会引起潜艇力与力矩的大幅度波动,从而影响潜载激光武器随动系统的跟瞄精度与毁伤效能.以潜载激光武器粗精复合轴跟瞄系统为研究对象,分析了潜艇流噪声对粗、精两级跟踪输出误差的影响.基于流体力学基本控制方程,通过层次结构网格下的有限体积法分析了1×107雷诺数下6°偏航角潜艇的流体动力学特性,并通过坐标解算将流体对艇体的扰动转化到光轴坐标系;获得了粗、精复合轴随动系统的传递函数,搭建了闭环控制器,获得了粗、精通道对特征输入信号的时域响应特性;分析了粗、精复合轴随动系统对潜艇流场扰动输出误差的补偿效果,并从流场演化和压力矩脉动层面分析了大尺度分离涡对跟瞄输出误差的影响.研究结果表明:粗、精复合轴随动控制系统可以有效补偿潜艇扰动带来的光轴输出误差,方位角、俯仰角的波动和跟瞄输出误差主要由围壳端面产生大尺度分离的梢涡引起的压力矩脉动造成,艇身扰动因其周期较长而对输出误差没有特别的影响.

摘要： 水生植物群增加了水流阻力,改变了流场结构,从而影响了水流对物质的输运能力.动力条件的改变,影响着局部床沙冲淤、水体中悬沙的沉降变化,造成局部床面的冲淤演化.同时水生植物群作为水生动物的重要栖息地,对生态的调节起着重要的作用.本文针对挺水型植物群,利用数值模拟技术研究植物群影响下的水流运动.自由表面水流运动数值模型采用有限体积法,基于非结构网格剖分计算域,自由表面的捕捉基于垂向坐标变换.湍流模拟采用分离涡(DES)模型,较之雷诺平均模型(RANS)可获得更为丰富的小尺度湍流场结构.文中通过数值模拟,分析了柱群几何形状、密度等对水流运动的影响.

摘要： 现代飞行器前体和导弹头部出于减阻的要求，通常设计为细长尖头旋成体，大迎角下，细长旋成体的背风面会产生一对脱体旋涡，当迎角大到一定程度时，原来对称的旋涡会突然变成非对称状态。应用布置在方位角±90°的纳秒脉冲介质阻挡放电(Nanosecond Pulsed Dielectric Barrier Discharge,NS-DBD)等离子激励器对半顶角为10°的细长圆锥模型进行主动流动控制,实现高风速下对非对称涡流场及模型侧向力的有效控制.实验在西北工业大学低速风洞中进行,实验风速为U∞=72m/s,基于模型底面直径的雷诺数ReD=7.2×105,实验迎角为45°.实验结果表明,NS-DBD激励向附面层注入能量,延迟分离;通过NS-DBD等离子体激励控制,实现了风速72m/s下对细长圆锥模型侧向力的有效控制;通过分析截面处的压力分布,得到激励前后非对称涡流场的变化特性.

摘要： 本文建立了基于S-A湍流模型的DES(detached-eddysimulation)方法和DDES(delayeddetached-eddy simulation)方法，并用RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes)、DES、DDES方法对三维圆柱绕流、平板绕流进行了数值模拟。

摘要： 为了研究来流进气段结构对离心压气机性能的影响,本文采用Bezier 曲线对某单级离心压气机进口段进行圆柱、圆台、锥形三种方案设计,结合CFD 技术对三种方案样机进行三维全通道非定常数值模拟计算.结果分析表明:方案1、方案3 中S2 面熵增大于方案2;方案2的离心压气机叶轮流道间分离涡数目减少,叶顶间隙流损失小;同时对比50%叶高处的叶片载荷分布,方案2 叶片受载较小;方案2 转子出口沿叶高分布的相对气流角变化最小,总体性能较好.

摘要： 本文对某MW 级燃气轮机的高、低压离心压气机内部流动进行了数值模拟计算。该高、低压离心压气机包括进口导叶，离心叶轮以及径向扩压器。分别计算了不同转速下的特性曲线，并对设计工况点的流动情况进行了分析。指出了无叶扩压器和有叶扩压器中的分离涡是导致整体效率偏低的原因。

摘要： 提出了运用充气气囊控制旋成体大迎角非对称分离涡的思路，并通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程模拟了不同形状充气气囊作用下的流场，褥到了充气气囊形状对旋成体侧向力的影响规律，计算结果表明充气气囊完全可以形成期望的流动干扰，为飞行器大迎角侧向力的控制探索了一条新的途径。

摘要： 采用N-S方程求解非定常流场，耦合结构运动方程，实现了70°削尖三角翼大迎角气动弹性的时域模拟。研究显示，随着迎角增加，三角翼前缘分离涡破裂，且涡破裂点位置随着迎角增加而前移。涡破裂后，流动的非定常脉动特性非常明显，对三角翼的气动弹性特性产生不可忽略的影响。涡破裂前，气动弹性失稳表现为单纯的颤振问题。涡破裂后，破裂漩涡运动引起的外激载荷作用在翼面上引起抖振效应，气动弹性特性呈现颤振与抖振伴生的复杂现象。

摘要： 射流元件是射流式井底增压器换向控制部件,其内部射流具有稳定附壁和快速换向的特性.文中运用计算流体力学方法,数值模拟了射流元件内部射流稳定附壁与换向的过程,通过对流场中分离涡形成、演化规律的分析,揭示了射流元件能够稳定附壁和切换向的机理.通过对排空道流场的分析,发现在排空道中存在的分离涡结构导致排空道出口压力大大低于输出道出口压力,从而解释了射流元件输出道与排空道存在动力压差的原因.以上研究为射流元件设计提供了一种新的研究方法,研究结果对射流元件结构优化有指导意义.

摘要： 本文用数值方法研究叶轮机械中的泄漏流动.计算基于非正交曲线坐标与非正交速度分量下完全守恒型的N-S方程,采用整体H型网格,通过在不同间隙尺寸下,在环壁静止与旋转的不同壁面条件下的研究,揭示了泄漏流与通道二次流相互作用的细节和泄漏涡的生成与发展过程,揭示了叶顶区流动的细节和叶顶分离涡的生成与发展过程.

摘要： 应用高歌等提出的不可压GAO-YONG理性湍流模型,采用OpenFOAM开源CFD软件,研究了后台阶流动中的分离与再附现象.分析了不同进口来流速度以及突扩比条件下瞬时以及时均流场,并与实验现象进行对比分析,两者在结构上相吻合.层流与湍流时均流场均在台阶后方形成了稳定的大涡,但层流再附点位置的顶部形成二次流,湍流在台阶后部角区形成二次诱导涡.研究了台阶后流向速度沿垂直于壁面方向分布,符合实验结果.与DNS计算结果进行对比,再附长度以及流场结构一致.说明该理论以及程序能够使用较低数目的网格很好地反映再附现象的流场,对工程应用具有指导意义.

摘要： 本发明公开了一种用于宽幅分离式双箱梁桥梁涡振控制的抑涡格栅装置，涉及桥梁工程技术和防灾工程领域。在桥梁的中央开槽处设置抑涡格栅，采用平铺的方式，且抑涡格栅与桥梁上桥面平齐；抑涡格栅主要由一定数量、宽度一致、与水平面呈一定角度的隔板所组成，靠近左侧桥梁的隔板向左下倾斜，靠近右侧桥梁的隔板向右下倾斜。桥梁之间横向设置有多个连接箱，隔板的两端与连接箱连接。该抑涡格栅装置结构新颖，可以依靠格栅的水平投影面对分离式双箱主梁桥梁涡激振动的起到明显抑制作用，由于同时具备竖向投影面，可以起到中央稳定板作用，克服传统水平格栅对颤振的不利影响。

摘要： 本公开涉及一种粒子分离器的加工方法、粒子分离器及航空涡轴发动机，涉及航空发动机技术领域。该加工方法包括：提供一待加工的粒子分离器；对粒子分离器的流道内部进行气动速度仿真分析，并根据气体流速将流道内部划分为多个流速区域；根据各个流速区域的气体流速，确定每个流速区域的目标粗糙度；任意两个气体流速不同的流速区域中，气体流速高的流速区域的目标粗糙度不大于气体流速低的流速区域的目标粗糙度；对粒子分离器的各个流速区域的粗糙度加工为对应的目标粗糙度。一方面降低了气动总压损失，同时保证了沙尘分离的效率不变；另一方面，对不同区域进行表面粗糙度不同程度的优化，可有效提高加工效率和经济性。

摘要： 本发明公开了一种固体涡离心分离设备及其进行溢油撇出物分离的方法，外支架、柱状转鼓、入口管线、预旋转导流叶片、格栅、中心固定轴、水相溢流堰、油相溢流堰、水相出口管、油相出口管和气相出口管，其中，入口管线与柱状转鼓同轴，入口管线末端设有预旋转导流叶片、柱状转鼓内被格栅划分为若干相互独立的扇形分离区。采用电动机驱动柱状转鼓旋转产生离心力进行水相和油相逐渐分离，分离后油相经溢流堰流入油相排出管排出至撇油船的储油舱；而达标水相则经水相溢流堰经水相出口管直接排出。该分离设备体积小、适用性强、运行稳定、分离效率高，可不添加任何药剂实现油与水的高效分离，分离效率可达到99％，满足撇油船用油水分离设备的要求。

摘要： 本发明公开了一种用于宽幅分离式双箱梁桥梁涡振控制的抑涡格栅装置，涉及桥梁工程技术和防灾工程领域。在桥梁的中央开槽处设置抑涡格栅，采用平铺的方式，且抑涡格栅与桥梁上桥面平齐；抑涡格栅主要由一定数量、宽度一致、与水平面呈一定角度的隔板所组成，靠近左侧桥梁的隔板向左下倾斜，靠近右侧桥梁的隔板向右下倾斜。桥梁之间横向设置有多个连接箱，隔板的两端与连接箱连接。该抑涡格栅装置结构新颖，可以依靠格栅的水平投影面对分离式双箱主梁桥梁涡激振动的起到明显抑制作用，由于同时具备竖向投影面，可以起到中央稳定板作用，克服传统水平格栅对颤振的不利影响。

摘要： 本公开涉及一种粒子分离器的加工方法、粒子分离器及航空涡轴发动机，涉及航空发动机技术领域。该加工方法包括：提供一待加工的粒子分离器；对粒子分离器的流道内部进行气动速度仿真分析，并根据气体流速将流道内部划分为多个流速区域；根据各个流速区域的气体流速，确定每个流速区域的目标粗糙度；任意两个气体流速不同的流速区域中，气体流速高的流速区域的目标粗糙度不大于气体流速低的流速区域的目标粗糙度；对粒子分离器的各个流速区域的粗糙度加工为对应的目标粗糙度。一方面降低了气动总压损失，同时保证了沙尘分离的效率不变；另一方面，对不同区域进行表面粗糙度不同程度的优化，可有效提高加工效率和经济性。

摘要： 本发明公开了一种固体涡离心分离设备及其进行溢油撇出物分离的方法，外支架、柱状转鼓、入口管线、预旋转导流叶片、格栅、中心固定轴、水相溢流堰、油相溢流堰、水相出口管、油相出口管和气相出口管，其中，入口管线与柱状转鼓同轴，入口管线末端设有预旋转导流叶片、柱状转鼓内被格栅划分为若干相互独立的扇形分离区。采用电动机驱动柱状转鼓旋转产生离心力进行水相和油相逐渐分离，分离后油相经溢流堰流入油相排出管排出至撇油船的储油舱；而达标水相则经水相溢流堰经水相出口管直接排出。该分离设备体积小、适用性强、运行稳定、分离效率高，可不添加任何药剂实现油与水的高效分离，分离效率可达到99％，满足撇油船用油水分离设备的要求。

摘要： 本发明提供一种绕动涡盘或固定涡盘用石墨铸铁及利用其的绕动涡盘或固定涡盘的制造方法，根据本发明的一实施例，以重量比为准，其包括：C:3.4～3.9%、Si:1.7～2.6%、Mn:0.2～0.8%、P:0.02～0.07%、S:0.01～0.03%、Ti:0.02～0.1%，及作为残余量的Fe及不可避免的不纯物，其CV率为50%以上。

摘要： 本申请公开了一种自由涡气固气液分离装置，包括排气腔及相串联的至少两个分离单元，所述分离单元包括壳体及分离器，所述壳体是沿其轴线方向前后贯穿的筒状体，所述壳体具有后部开口及前部开口，所述分离器设于所述前部开口的内部，所述分离器包括分离腔，所述分离腔具有进气口，所述进气口与内径沿所述轴线逐渐减小的旋流腔连通，所述分离腔的外壁和所述壳体的内壁之间形成收集腔，所述收集腔与所述排气腔连通。旋流腔的内径沿轴线方向逐渐减小，在提高旋流角速度的同时减小了旋流的旋转直径，从而提高了旋流的离心力，更利于将混合气流中的杂质的浓度提高，把高浓度的混合气流分离出来，让高浓度的气流在低速流动时沉淀分离。

摘要： 本实用新型公开了一种用于宽幅分离式双箱梁桥梁涡振控制的抑涡格栅装置，涉及桥梁工程技术和防灾工程领域。在桥梁的中央开槽处设置抑涡格栅，采用平铺的方式，且抑涡格栅与桥梁上桥面平齐；抑涡格栅主要由一定数量、宽度一致、与水平面呈一定角度的隔板所组成，靠近左侧桥梁的隔板向左下倾斜，靠近右侧桥梁的隔板向右下倾斜。桥梁之间横向设置有多个连接箱，隔板的两端与连接箱连接。该抑涡格栅装置结构新颖，可以依靠格栅的水平投影面对分离式双箱主梁桥梁涡激振动的起到明显抑制作用，由于同时具备竖向投影面，可以起到中央稳定板作用，克服传统水平格栅对颤振的不利影响。

摘要： 本实用新型涉及一种用于污水净化的分离装置，具体说是一种高效涡涡气浮分离器。它包括气浮室、沉淀室和净水室，其特征是：气浮室内装有驱动轴，驱动轴的外面套有引气管，引气管的上端装有进气管，驱动轴和引气管的下端安装有叶轮，叶轮固定在圆形微孔板和伞形孔板形成的空腔中央。本实用新型采用了独特的微气泡碎气、布气装置，它能够捕捉很小的油滴，它具有溶气率大，捕捉率高，油污分离效果好的优点。同时它可以调节进气量，使气泡均匀地溶入污水中，提高分离效果。