从软、硬球模型探讨颗粒自转对流化状态的影响

发展流化床燃煤锅炉在国内外均受到广泛重视并被许多国家列为洁净煤燃烧技术之一.然而,一些涉及流化床基础理论的问题至今尚需进一步研究.针对流化床内颗粒自转是否对流化状态产生影响这一众多研究者所关心的问题,本文采用数值模拟的方法,分别用软、硬球模型对该问题进行了研究探讨,得到了与之相关的结论.

移动热源驱动流体流动的数值研究

本文利用数值模拟的方法,研究了微细管道中流体无相变情况下,加入移动热源对流体流场的影响,从理论上证明了移动热源驱动流体定向流动的可能性,并且从物理机制上进行了分析.本文在分析流体参数随时间变化时,着重分析了移动热源大小对泵送功能的影响.

等离子体反应器中传热与流动的三维数值模拟

本文采用我们新发展的三维计算机程序,对有载气和颗粒从单个喷孔侧向喷射的等离子体反应器中的传热与流动以及颗粒的运动轨迹与加热历程进行了三维数值模拟,并与相应的二维数值模拟结果进行了比较.模拟结果表明侧向喷入的载气所引起的三维流动效应相当明显,不同的颗粒在反应器内的运动轨迹与加热历程也有明显差别.

风机蜗壳内部旋涡流动的数值分析

本文求解Reynolds时均N-S方程和k-ε湍流模式,使用任意曲线坐标下张量形式的非交错网格Simple算法和TM网格生成技术,数值分析风机矩形蜗壳内的二次流及其沿周向不同横截面上旋涡的生成演化细节,讨论了蜗壳宽度与粘性效果的作用机制和影响.

卧式超市陈列柜风幕系统数值分析

超市中开式陈列柜风幕的卷吸作用是陈列柜热负荷的主要来源.良好的风幕系统可以提高冷空气的利用率,达到减少热负荷,节约能源的目的.本文采用有限元法,以某型卧式超市陈列柜为研究对象,对陈列柜风幕形成的机理和影响参数进行了分析,并用实验结果验证了理论模型.

湍流模型在内流流场数值模拟中的应用

本文将Spalart-Allmaras湍流模型方程推导为守恒形式,并应用于内流湍流流场计算.采用此-方程湍流模型分别对扩压器流场以及NASA67转子流场进行了数值模拟.结果表明常用在外流计算中的Spalart-Allmaras湍流模型在内流计算中仍具有较高的精度、数值稳定性和效率.

叶栅内定常及非定常粘性流动数值模拟

本文给出了一个模拟叶栅内准三维定常和非定常粘性流动的数值方法.对于定常流动,采用TVDLax-Wendroff格式和代数湍流模型求解雷诺平均Navier-Stokes方程,使用当地时间步长和多网格技术使计算加速收敛到定常状态;对于非定常流动,使用双时间步长和全隐式离散,采用与求解定常流动相似的多网格方法求解隐式离散方程.文中给出了VKI透平叶栅内的定常流结果和1.5级透平叶栅内的非定常数值结果.

低速多组份混合工质掺混流场数值模拟的加速收敛

本文对基于时间推进的高分辨率迎风数值格式采用一种新的加速收敛技巧,对低速掺混流动问题进行数值模拟,可以有效地加快收敛速度,而且每步计算时间并未增加许多,因此能够有效地减少计算费用.同时改进后的数值格式能够在处理高速流动问题的时候恢复成为原来的格式,从而使得改进后的数值格式对高速和低速流动问题均能保持良好的计算效率.

汽封泄漏流动对透平叶片级通道

本文采用作者发展的叶轮机械通用计算程序GAP10程序对带汽封结构反动式透平叶片级流场进行三维数值模拟,分析了汽封泄漏流动进入叶栅通道后动叶片通道的流场结构,并讨论了泄漏流动对通道二次流动发展方式的影响.

预热温度影响甲烷高温空气燃烧特性的数值分析

为了深入认识近年发展起来的一种新型燃烧技术---高温空气燃烧的机理和超低氮氧化物排放特性，本文将扩散燃烧模型、热力NO生成模拟与完全湍流N-S方程相结合，数值研究了甲烷高温燃烧的火焰特性、空气预热温度对燃烧特性和NO排放浓度的影响规律。研究结果与实验数据符合良好，为在我国发展这项技术提供了依据。

燃煤锅炉燃烧过程与NOx排放的模型与数值计算

本文以一台前墙布置有24只旋流燃烧器的350MW燃煤电站锅炉为研究对象，对锅炉在100%、95%、85%、70%和50%额定负荷下的流动、燃烧和NOx排放进行了全炉膛数值模拟。模拟结果与锅炉运行和实测数据进行了全面比较并发现，除50%负荷外，其余工况两者符合情况良好。文中提出并采用了NOx模拟中相关的模型参数；对炉内空气量、炉温与NOx生成关系的计算结果表明,NOx的最终排放对温度的敏感性更强。

三维气固两相混合层湍流拟序结构的直接数值模拟

本文对三维气固两相混合层湍流拟序结构进行了直接数值模拟。气相流场应用拟谱方法对N-S方程组进行直接求解，通过模拟时间模式的混合层流动，分析流场失稳后涡的卷起、配对、合并及撕裂过程，研究三维混合层湍流拟序结构的演变特征；计算颗粒场时，采用Lagrangian方法，针对颗粒不同的Stokes数，模拟了颗粒场的瞬态分布，并分析流场三维大涡结构对颗粒分布的影响。

Level Set方法及其在两相流数值模拟研究中的应用

本文介绍了一种崭新的捕捉两相流相界面的LevelSet方法，并应用该方法对两种互不相容流体间的平面界面波动现象进行了数值模拟，捕捉到了两相流界面波动过程中的一些复杂现象。计算结果与实验观测现象符合良好，表明这种方法是一种很有前途的两相流数值模拟方法，很值得进一步研究和推广。

LATTICE-BOLTZMANN方法及其在顶盖驱动流数值模拟中的应用

Lattice-Boltzmann方法(以下简称LB方法),作为一种新的数值计算方法,在近十年得到迅速发展。本文对LB方法的基本思想及实施方法进行了概括介绍,并将该方法运用到顶盖驱动流的计算中,所得结果与基准解吻合良好。

竖壁膜状凝结过程的相似解

本文建立了含有液膜和汽膜的竖壁凝结物理模型和基于边界层方程组的数学模型，应用相似理论进行了无因次变换，确定了无因次方程的系数及变换函数的形式，并对控制方程组进行了数值求解，推导了考虑液膜对流因素的竖壁膜状凝结局部努谢尔特数的表达式，进而得出了雷诺数范围较宽的竖壁膜状凝结准则的统一表达式。

方形空间内混合对流换热的数值研究

以建筑物内人工环境控制为应用背景，对有对称空气射流的方形空间内混合对流换热进行了数值模拟，探讨了这种具有对称结构的混合对流换热解的分岔问题。数值结果表明,Reynolds数、强制通风气流的射流角度、以及方形空间的宽高比都会影响解的分岔。当Re数超过某一临界值时，会出现非对称数值解。宽高比减小，出现非对称解的临界Re数也随之减小。Re数、宽高比一定，仅当通风气流的射流角度在某个范围内时，能够得到非对称的数值解。

NASA低速离心压气机叶轮内部流动的数值研究

本文采用一多功能流体动力学计算软件，详细计算分析了NASA低速离心压气机叶轮内部的三维速度场。通过与实验数据以及其它软件计算结果详细定量的对比分析，研究了CFD软件预测叶轮内部流场的能力及存在的问题，提出了进一步提高数值计算精度的建议。

透平级非设计工况气动性能的数值模拟

采用新型LU隐式格式和改良型高阶MUSCLTVD格式求解全三维雷诺平均的Navier-Stokes方程和q-低雷诺数双方程湍流模型，对一台NASA跨音单级透平在不同工况下的内部流场进行了详细的数值模拟，并与可能得到的实验结果进行了对比。总结了小流量工况下动叶内部流动的分离模式。

层板发汗冷却推力室壁温的数值模拟

运用有限差分方法对一台设计工况下的层板发汗冷却推力室的壁温特性进行了数值模拟。计算结果表明：壁温相同情况下，发汗冷却推力室承受的燃气温度可比膜冷却方式提高约1000;燃气温度相同时，发汗冷却推力室的壁温较非发汗冷却降低约50%;层板室壁温度梯度集中在燃气侧;m1/2越大，层板室壁内部换热效率越高，层板内壁温度越低，内、外壁温差越大。

功率器件热性能的测试与分析

本文利用红外热像仪测温系统，系统地对三种典型的航天用功率器件进行了测试和分析。研究结果对功率器件可靠性分析具有重要的作用。同时对功率器件进行了数值模拟，在定性方面可为器件的热设计提供改进方向和合理方案。

导热泥强化传热作用的数值模拟

本文对于导热泥在输运沥青等粘稠物质中的强化传热作用进行了数值模拟。计算中采用直角坐标系下的区域扩充法处理不规则的边界，时间项离散采用全隐格式，导热泥表面辐射热流按附加源项法处理。计算表明，采用导热泥强化了传热，完全可以替代蒸汽套管加热方式。

自由燃烧电弧中传热与流动的数值模拟

本文对自由燃烧电弧中传热与流动进行了数值模拟，计算域除包括电弧本身外，还包括阴极与阳极。为了避免等离子体鞘层中复杂的物理过程给模拟所带来的困难，对阴、阳极鞘层分别进行了简化处理。文中讨论了不同形式的能量方程及其离散格式对计算结果的影响。并在求解能量方程时，考虑了电极－等离子体交界面处特殊的传热机理。

应用隐式SMAC格式计算射流放水阀内部非定常不可压粘性流场

为了分析射流放水阀内部的非定常不可压粘性流场，在一般曲线坐标系下求解了以逆变速度为参数的不可压N-S方程和压力椭圆方程。计算采用了基于隐式SMAC格式的有限差分格式。在这种格式中，非定常流场的速度是通过使用Crank-Nicholson格式，并在每一时间步处以牛顿迭代的方法得到的；而压力椭圆方程是通过使用TschebyscheffSLOR格式并交替改变计算方向而求解。通过使用交错网格和迎风差分，诸如改进的QUICK格式，计算过程中的误差和数值不稳定能够得到有效地控制。计算结果和实验观察得到的流动图谱对比表明，二者十分吻合。

含尘流透平叶片冲蚀的数值分析

本文在含尘流透平叶片流道内气固两相流动数值模拟的基础上，发展了叶片冲蚀的数值分析方法，提出了便于工程应用的有限区域内质量加权、面积平均的冲蚀率统计分布计算方法，对建造中的江苏徐州贾旺增压流化床联合循环中试电站燃气轮机叶片冲蚀问题进行了数值模拟，给出了计算结果的数据图象资料，就叶片冲蚀状况进行了分析。

水轮机转轮内固液两相紊流场数值模拟及磨蚀预估

在两流体模型的基础上，利用k--Ap两相湍流模型计算流过混流式水轮机转轮的三维固液两相湍流。然后根据液相和固相三维流速场的计算结果，采用图尔萨(Tulsa)大学磨蚀研究中心发展的泥沙磨损模型，预估转轮叶片表面的泥沙磨损情况。