以一种屋顶H型垂直轴风力机为研究对象,采用计算流体动力学方法模拟了风轮在10 m/s风速下的功率系数曲线。提出以计算效率和精度作为功率系数数值计算方法适用性的评价指标,通过对比功率系数曲线的计算结果和实验数据,研究了湍流模型、网格单元形状和时间步长对功率系数计算适用性的影响。结果表明,计算H型垂直轴风力机功率系数时,采用SST k-ω湍流模型、四边形网格划分计算域,设置时间步长为风轮旋转0.5°所需时间,可获得较高的计算效率和计算精度。

旋风分离器内部汽-水两相流场是极其复杂的三维强旋转流流动。这给分离器内部的流场数值模拟和实验测量带来了一定的困难。针对分离器内部的这种复杂汽-水两相湍流运动，文章采用了标准κ-ε模型、RNGκ-ε 模型和雷诺应力模型（RSM），利用贴体网格技术，模拟计算了分离器内部流动，并将计算结果与实验数据进行分析、比较，结果显示，雷诺应力模型（RSM）具有较其它两种模型更强的模拟能力．

以带试验结果的NASA单级跨音涡轮为研究对象,对NUMECA商业软件中的四种湍流模型在相同条件下进行三维、定常数值模拟,并与相应的试验结果对比,分析各湍流模型对涡轮数值模拟结果的影响.模拟结果表明:一方程的Spalart-Allmaras模型计算稳定性和解的精度都相对较高,两方程的两个模型对于算例类涡轮数值模拟精度较差.

采用4种不同的湍流模型对叶片表面带小孔射流的环形涡轮叶栅内部流场进行数值计算,并与热线实验测量结果进行了对比。结果表明,由于射流尾迹的影响,在射流附近靠近壁面处产生二次流,二次流随着射流下游距离的增大逐渐减弱。比较不同湍流模型的计算结果发现,采用κ-ε模型在射流尾迹区域和与主流掺混区域的计算结果与实验吻合较好,B-L模型在近壁面的速度计算结果偏大,其对尾迹区域二次流的捕捉也较差。

以某燃气轮机1.5级跨音速压气机为研究对象,利用NUMECA软件计算了该压气机在不同进口可转导叶摆放角度情况下跨音速压气机的气动性能。研究结果表明:随着进口气流角的增大,流量-效率曲线和流量-压比曲线均向流量减小的方向平移,相同流量下,进口气流角增加,效率增大,但压比减小;在设计流量工况下,随着进口气流角的增大,来流相对马赫数减小,激波强度减弱,并向尾缘迁移,激波后附面层分离流动改善,压气机损失减小。

采用计算流体力学的方法建立分体壁挂式空调用贯流风机的二维流场模型,对比RNG k-ε、LES与SAS 3种湍流模型在计算贯流风机内流场、噪声等性能时的差异。结果表明,这3个模型在模拟计算贯流风机时均有不错的表现,其中RNGk-ε模型计算流场的性能数据时最稳定,非稳态误差小;LES模型与SAS模型则能有效捕捉流场中的微小尺度流动,其中SAS模型对网格质量要求较低,但对于气动噪声的计算结果与LES模型十分接近。

为了解决机载外挂武器分离数值仿真问题,应用FLUENT软件的用户自定义函数求解外挂武器的气动力,并输入给嵌入的弹道和稳定控制程序获得武器下一时刻的位置和姿态,再采用“弹簧模型+局部网格重构”动网格和求解器获得更新的气动力,依次循环仿真分离过程。该方法解决了多体动网格相对运动和流场剧烈变化仿真结果收敛性不好的问题。结果表明:该方法可以比较精确的仿真机载外挂武器分离过程,为外挂物安全分离设计提供参考。

利用计算流体力学软件,对粘性不可压缩流体的平板翼型绕流进行了三维数值模拟,采用有限体积法计算程式,求解不可压缩Navier-Stokes方程,模拟平板翼型在尾缘有无吹气时的流动情况,得到了平板翼型尾迹的传播特性。并使用四种常用湍流模型在相同的网格条件下进行数值模拟,模拟结果与相应的试验数据对比,分析各种湍流模型对带尾缘吹气的三维模型数值模拟结果的影响,得出了不同湍流模型对带尾缘吹气的模型的适用性以及精度的评估性结论。数值模拟的结果表明SST湍流模拟对模拟尾迹区流动具有很好的适应性,预测得到的轴向速度分布、尾迹特征长度变化以及流动相似性和试验结果进行了对比,和试验结果吻合较好。

选取5个不同比转数的优秀离心泵水力模型作为研究对象,使用Fluent软件中的5种两方程湍流模型进行离心泵非设计工况下的数值计算,并将计算结果与试验值进行对比分析。研究表明：在低比转数和高比转数离心泵的非设计工况中,SST k-ω型能够得到比较小的误差,最小误差不超过1%;对于中比转数离心泵,小流量工况下,RNG k-ε模型的计算结果最接近实验值,大流量工况下,SST k-ω模型的误差最理想,其最小值为0.2%,最大值不超过4%;5种湍流模型所计算的涡量大小分布规律比较类似,但是湍流强度分布有明显区别,RNG k-ε模型在蜗壳扩散段处的湍流强度特征不是十分明显。通过分析,建议在离心泵非设计工况的数值模拟中采用SST k-ω模型。

液压传动过程中液体的流动分为两种本质不同的类型:一种是层流,另一种是湍流.湍流的流速、压力等物理参量随时间和空间随机地变化.研究湍流模型和计算方法,对改进车辆液压传动具有指导意义.