为寻求汽车空调风道气动噪声一种高效高精度的仿真方法,基于德国整车企业联合发布的标准风道模型,对比研究了声类比法、直接模拟法和联合仿真分析法的优劣,并重点分析了声源面对声类比法精度的影响。首先,采用RNG湍流模型与SST k-ωDES模型分别对其稳态流场与瞬态流场进行求解,然后采用声类比法、直接模拟法和联合仿真法分别求解远场辐射噪声问题,仿真与试验结果表明:RNG湍流模型捕捉的风道内时均流场特征与PIV测量结果基本吻合; SST k-ωDES模型求解的风道内壁面脉动压力频谱仿真值与试验值基本一致;而在常用的几种仿真方法中,以出风口处环绕射流的可穿透面为声源面的声类比法求解精度最优。

应用PIV技术，实验研究了具有大的径向过流的动静圆盘系统间隙内流动。实验在流量系数Cw=26705和间隙比G=0．0845下，实验获得了在不同雷诺数和过流方向时的涡量、湍流强度、雷诺应力和速度分布。实验表明过流方向是流场结构变化的主要因素。同时，实验发现了一个重要的物理现象，即具有强迫过流的动静圆盘系统的流场分布，是由无过流时的动静圆盘系统流场和具有强迫过流双静止圆盘系统流场的叠加而形成。

大气湍流是风力机非定常特性的主要诱因,该研究基于CDRFG(consistent discretizing random flow generation)方法生成湍流入口边界,采用大涡模拟(large eddy simulation,LES)研究风力机翼型气动力非定常特性对湍流的敏感性。结果表明翼型前缘区域对湍流来流较为敏感,而中部及尾缘区域几乎不受湍流的影响。攻角分别为2°、8°和14°时,吸力面从前缘点到约0.5、0.3和0.1倍弦长位置处表面压力的标准差较均匀来流时幅值增大,表明小攻角时翼型吸力面上压力脉动受湍流影响的区域较大。来流湍流强度分别为9.3%、6.5%和4.8%时,2°攻角下翼型升力系数的标准差是其均匀来流时的6.36、5.42和4.90倍;8°攻角下是其均匀来流时的3.95、3.33和3.02倍;14°攻角下是其均匀来流时的1.78、1.63和1.40倍;表明小攻角时湍流引起的升力系数脉动特性较大攻角时更加显著。翼型前缘点脉动压力的功率谱曲线...

针对非理想流场对超声流量计测量的影响，研究单、双弯管流场的流速分布特征。通过对理想层流、湍流的模拟计算，得出单、双弯管流场的流速分布关系。通过流速分布曲线和流速等值线分布情况可以看出，单弯管流场的二次流分量是两个对称的涡，纵向截面的线平均速度是对称的。双弯管流场的二次流是单一的涡，在截面侧后方会出现回流，使速度等值线及截面线的平均速度分布很不规则。

针对端面螺旋槽液膜密封空化效应及稳态密封性能,基于k-ω湍流模型及Schnerr-Sauer空化模型采用专业流场仿真软件对机械密封端面螺旋槽液膜进行流场模拟研究,对比分析层流和湍流2种流态下不同螺旋槽几何参数和操作参数对密封稳态性能以及空化区域面积的影响。研究结果表明:端面螺旋槽液膜密封在湍流状态下的开启力、泄漏率以及空化面积比均大于层流模型下的值,且随着几何参数和工况参数的变化,层流效应和湍流效应对密封开启力、泄漏率以及空化面积比的影响规律基本相似;在不同条件下,螺旋槽外径侧更容易产生空化效应,且湍流效应下的空化区域明显大于层流效应下的值。研究表明在端面螺旋槽液膜密封中,湍流效应和空化效应对密封稳态性能的影响不可忽略。

为降低炉内温度,建立冷却水平蛇形管的物理和数学模型,采用Flow Simulation软件对加热过程中冷却铜管温度进行数值模拟。结果表明:水平蛇形管中流体流动类型不同,对铜板壁的冷却效果也不同;由于蛇形管水平放置,冷却铜板四周温度较低,越靠近中心处温度越高;对单相工质水而言,水平蛇形管壁温度沿管长越来越高,但在弯头处略有下降,整体呈现上升的趋势,且壁温随流体流速的减小而增大,在低流速下壁温值增加更加明显。研究结果为实际应用提供了参考。

高速流体流过弯管时，在弯管内侧面出现分离流和二次流现象，导致流体能量损失。为了降低由于流体碰撞管壁造成的能量损失，以直径300mm的管道为研究对象，设计了一种安装在弯管前端的异形扰流子，以期减小弯管处压力损失。运用计算流体力学软件FLUENT，采用RNGk-ε模型和SIMPLE算法求解不可压缩Navier-Stokes方程，在5种雷诺数下对加装不同结构参数扰流子的弯管进行全流场数值计算，分析扰流子叶片转角、叶片长度和扰流子安装距离对弯管进出口压力降的影响。结果表明：在不同雷诺数情况下，未加装扰流子弯管数值模拟结果与理论计算结果基本一致；扰流子叶片转角α和长度L均对弯管压力影响显著，能够有效降低弯管进出口压力损失。

本文用流函数有限差分法和K-ε湍流模型计算水泵中S_1相对流面上的简化湍流。所用的湍动能及其耗散率方程考虑了叶轮旋转的影响。文中列举了离心水泵叶轮中S_1流面简化湍流计算结果，并与相应的试验和无粘性流动计算结果进行了比较。

对于非设计工况下流体机械的流场计算,由于其偏离设计工况,分离流动严重等特点,使得用普通的湍流模型数值模拟精度不高。本文采用一种将涡粘性系数Cμ与湍流脉动动能和湍流耗散率的变化相关联的方法,对RNG k-ε湍流模型进行修正。为验证其对非设计工况下叶片泵的预测精度,分别采用修正模型和原始RNG模型,数值模拟了一比转速为439的叶片泵的内部流场,得到了其扬程、效率曲线及在典型工况下的内部流场流线分布。通过比较改进前后RNG湍流模型的数值计算结果,并与实验结果对比,得出修正RNG模型更能准确预测出非设计工况下叶片泵的流场特性。

为得到湍流场流动和喷嘴磨损的特征，该文对喷嘴内液一固两相湍流流场进行数值模拟。利用液一固两相湍流控制方程，建立喷嘴内流场的二维仿真模型．采用交错网格和有限差分法离散方程，通过SIMPLEC法求解。运用FLUENT软件分析速度场、颗粒分布规律、颗粒运动轨迹以及射流特性，得到两相分离流动、出口中心处射流速度最大、颗粒沿管壁分布的特点。研究喷嘴形状与尺寸参数对喷嘴内部流场的影响。结果表明收敛锥角小、聚焦管长的喷嘴，喷射出的射流动能更大，但对喷嘴的磨损也最严重。喷嘴聚焦管出口壁面的磨损率达到1．1×10^-4以上，磨损深度在4．7×10^-4mm以上，且呈现递增趋势。研究为优化MAWJ。