研究了重力对空间发展的水平两相平面湍射流中颗粒运动的影响.气相场用Euler方法求解,通过大涡模拟直接求解大尺度涡运动的Navier-Stokes方程,小尺度涡采用Smagorinsky亚格子模式模拟.颗粒相的运动采用Lagrangian方法直接求解.射流Re数为11 300.模拟发现,对于St1及St～0(1)的颗粒,其在平面射流下游的瞬时分布对重力的影响不敏感.随着颗粒St数的增大,重力对平面射流场中颗粒行为的影响逐渐明显,但其作用效果还明显地与两相入射流滑移系数的大小有着直接联系.在小两相入流滑移系数情况下,对于St～0(10)的颗粒,在重力作用下的沉降过程还受到了湍流拟序结构的作用,而重力作用导致的更大St数颗粒的沉降,将引起固相粒子在射流下游的非对称分布,但它既不是均匀各向同性湍流中颗粒的梯度扩散结果,也未呈现出受到湍流拟序结构影响的特征.

采用大涡模拟方法对直方管内的湍流流动进行了研究，对比计算了进口处为均匀来流和非均匀来流三种工况。从瞬时速度、脉动速度和平均速度分布等方面对湍流流动进行了分析。计算结果表明：入口处均匀来流和非均匀来流在横截面都会产生二次流运动；四个角域强化了壁面流体和主流流体的动量交换；在平均雷诺数相同情况下．非均匀来流时湍流程度大，各方向湍流脉动加强，横截面二次流加强，出现多个复杂的涡流区．瞬时流场结构、涡结构要复杂得多。

基于CFX的LES模拟了直管内完全发展的湍流,通过log-wake法则验证了大涡计算的准确性。利用CCL＋APDL＋MATLAB语言编制了流固耦合插值算法,该算法可对流体载荷进行扩展,具有插值精度高、计算效率高等特点,而且能同时考虑流体脉动压强和剪切力作用下结构的振动响应。计算表明：对于光滑直管流致振动问题,振源主要来自流体的脉动压强,而流体剪切力可基本忽略。最后,总结了管内流速与流体脉动压强、结构响应的关系,脉动压强和振动加速度与速度近似成抛物线规律,可为非嵌入式的流量传感器的研究提供参考和依据。

研究了几何对称性处理自由平面湍射流大涡模拟的影响。以Re数为 11 300的平面不可压缩湍射流流动为例，采用Chorin的分步投影法求解大尺度涡运动的Navier-Stokes方程，小尺度涡采用标准Smagorinsky亚格子模式模拟。初始条件采用平面射流无粘流动解，出流速度边界使用Sommerfeld辐射开边界条件处理，计算域的横向外边界使用自由裹入边界条件，对计算域的横向对称中心平面分别采用对称性条件和直接求解两种方法。模拟结果显示，采用对称性条件处理，会抑制自由平面湍射流中拟序结构的生长，阻碍大尺度涡从中心平面的穿透，长时间的统计平均不能给出合理的湍流低阶矩的时均结果。相反，对中心平面进行直接求解的做法能真实再现自由平面射流中涡的合并与破碎过程，得到合理的模拟结果。

采用大涡模拟方法，在高雷诺数（Re=1.4×10^5）下，以间距比P/D=1.5~4的静止双圆柱为对象，研究了下游圆柱的气动力系数、风压系数以及流场特性随风向角的变化规律，分析了下游圆柱气动力与流场结构的内在关系，基于圆柱壁面摩擦系数和干扰流态探讨了下游圆柱气动性能的流场机理.研究表明:对于小间距双圆柱（P/D<3），下游圆柱会受到明显的平均负阻力作用，两个圆柱间隙中方向相反的一对回流（串列）以及高速间隙流（错列）是出现负阻力的流场机理;对于小间距错列双圆柱（P/D=1.5~3），下游圆柱还会受到很大的平均升力作用（内侧升力），下游圆柱的风压停滞点偏移、高速间隙流和间隙侧壁面的分离泡是出现这一升力的主要原因;对于间距较大的错列双圆柱（P/D=3~4），下游圆柱也会受到明显的平均升力作用（外侧升力），但其机理与小间距...

文章基于三维非定常不可压缩Navier-Stokes方程、LES湍流模型，采用有限体积法对速度为250 km/h的CRH-2动车组在侧风速度为30 m/s、28 m/s、25 m/s时在桥上运行时的流场结构和气动力进行了数值模拟。结果表明:侧风条件下列车在桥上运行时列车背风侧流场结构非常复杂。列车背风侧的流场由列车顶部和底部卷起形成的多个旋涡涡系组成，桥梁结构也会引起多个旋涡涡系;不同侧风速度时流场结构均相似。旋涡的破裂和旋涡之间的相互交叉融合造成了列车侧力剧烈振荡，特别是尾车侧力的剧烈振荡，对列车在桥面上的安全产生很大影响。

为了解决石油催化裂化中催化剂颗粒气体动力学难以进行实验的问题,采用基于大涡数值模拟(LES)的研究方法,在一定程度上克服了DNS法的超大计算量和RANS法的通用性小的缺点,对流场湍流有较高的仿真精度。利用工程常见的直管作为仿真对象,采用PFC-CCFD软件,对催化剂颗粒的运动和力学特征,气场的运动进行研究。分析仿真结果,得到管道内催化剂颗粒的速度分布、气场对颗粒的曳力、气场的运动状态、颗粒与颗粒的碰撞次数、颗粒和管壁的碰撞次数、颗粒动能的变化。通过PIV观测试验,研究颗粒运动轨迹,结合理论研究,揭示了管道内催化剂颗粒动力学特征。

对离心风机叶片进行打孔处理,分析叶片打孔位置对风机噪声的影响。首先在稳态流场的计算结果上加载宽频噪声模型,得到不同工况下离心风机蜗壳和叶片上噪声分布情况,然后在瞬态分析的基础上加载FW-H噪声模块,利用LES/FW-H匹配技术分析叶片打孔对离心风机的气动噪声特性及声压级的影响。研究结果表明:离心风机结构表面声压主要集中在集流器、蜗舌和叶轮处,随着转速的增加,最大声压级也相应升高,趋势为先加快后减缓;离心风机气动噪声的频率主要集中在低中频段,且降低速度较快,在高频段则趋于平稳。与风机原模型相比,叶轮前端和中间打孔能够有效地降低噪声,噪声分别下降了4 dB和1 dB,后端打孔则会导致噪声升高。

对离心泵进行三维建模,并对内部流场进行数值模拟.采用“仿真-实验”法验证了六叶片离心泵流场仿真的合理性,研究了叶轮上不同叶片数对内流道流场的影响.数值模拟原理为大涡模拟,通过网格直接模拟大尺度的紊流运动,同时,利用次网格尺度模型来模拟小尺度紊流运动对大尺度紊流运动所造成的影响.大涡模拟可以获得雷诺时均模拟法无法获得的流场细微图像.模拟结果表明离心泵叶片数量过多,会使叶片表面摩擦力做功加大,使得离心泵出口处的总功减少,从而降低离心泵的扬程和效率.经过模拟实验研究分析发现,当叶片数为5时,离心泵流场的综合性能最好,运行效率最高,湍流强度低,流场稳定性最好.

建立分体空调室内机全流场二维模型,对出风导流板位于3种不同角度,叶轮处于高、中、低三档转速下的流场进行大涡模拟。计算结果表明,导流板的存在,一方面可以改变出流流体的方向和分散射流速度轴心区,使室内流场和温度场更加均匀;另一方面当导流板角度不合适时,将阻碍空气流动,导流板端部涡脱落增强。