为研究工程常见的超高雷诺数下矩形柱流场特性和气动特性,以常见的起重机单箱梁截面(梁高h=1m,雷诺数Re=6.85×10^5)为例,采用雷诺平均RANS Realizable k-ε方法,对中等湍流强度来流下矩形柱绕流进行数值模拟。首先进行网格无关性验证,然后选取宽高比为0.6、0.8、1.0、1.5、2.0共5组不同截面的矩形柱结构进行流场分析与研究。通过对比不同宽高比柱体截面周围的气动特性参数,以及尾流区的尾涡、回流参数等特征量表明:阻力系数、平均背压系数、升力系数均方根、斯托罗哈数等均随着宽高比增大而降低,尾涡宽度和距离随着宽高比增大而减小,回流长度和最大回流速度随宽高比增大而增大。同时,通过与相关雷诺数(Re=10^4~10^5)的风洞实验和仿真结果进行对比,发现其在数值上和参考值相差很小,说明高雷诺数对绕流参数的影响很小,可为相关工程设计提供参考。

利用fluent软件对喷淋塔空塔的流场进行三维数值模拟.在计算中选择k-ε模型作为计算模型,用SIMPLE算法进行计算.计算结果表明喷淋塔形状对流场有很大的影响,此结果对现场运行以及喷淋塔的优化设计有一定的指导作用.

在径向浓淡旋流煤粉燃烧器单相冷态试验的基础上，充分考虑旋转对湍流流场的影响，有用k-ε双方程及其修正模型和二阶矩雷诺应力模型（DSM），对流旋煤粉燃烧器出口强旋流场进行了数值模拟。数值计算结果表明：k-ε双方程模型定性上可以预报出强旋流场的主要特点，但回流区的预报区域偏大，轴向速度的预报结果与试验值有一定差距，预报的回流速度偏低，速度衰减过快，这是由于k-ε湍流模型采用了较多的简化和未考虑旋转对湍流的影响。采用基于旋转体系使湍流脉动加强和削弱两种作用的修正方法对k-ε双方程的湍流耗散率方程进行修正。计算结果表明：从旋转体系可使湍流能量加强出发的Bardina涡量修正方法，预报回流区范围较标准k-ε湍流模型缩小，更加接近于试验值。其计算结果优于使湍流 脉动削弱的Richardson修正。DSM模型对轴向回流...

喷射器内部的流动非常复杂，其流动现象很难通过实验观察，并且喷射器的加工精度要求非常高，这些对于喷射器的设计理论发展是个很大的障碍。本文选用k-ε模型，运用CFD技术对喷射器进行模拟，主要研究不同的喷嘴位置对喷射器的影响。选择喷嘴出口距离混合室入口距离分别为0mm、3mm、5mm、7mm、9mm和11mm时，发现在7mm的时候能够达到一个最大的喷射系数，当距离大于7mm时，会造成工作蒸汽的回流，而使得喷射系数降低。当小于7mm时，虽然喷嘴出口的压力变化不会太大，但是工作蒸汽进入混合室前没有足够的距离来引射蒸汽，喷射系数还是比较低。

本文通过对液压集成块流道利用ASM和K—ε模型进行对比研究,并对这两种模型的优的优劣作了详细的分析.提出了这两种模型的使用范围及其如何选择一种数学模型等.

厢式货车超车过程的气动特性对于行驶稳定性与安全性非常重要,本文研究采用实验和数值模拟计算相结合的方法对厢式货车的超车过程进行研究,通过烟风洞实验获得厢式货车超车过程的外流场分布特性,建立厢式货车的计算模型,通过数值模拟计算获得厢式货车超过过程的阻力、侧向力分布特性。本项目研究可以为厢式货车运输安全研究提供一定的理论依据。

基于k-ε湍流模型及混合均相流（Homogeneous Equilibrium Mixture，HEM）模型，研究了不同喷射压力（30MPa、180MPa）条件下喷油嘴喷孔内壁面粗糙度对空化流动特性的影响。结果得出：随着喷孔内壁面粗糙度的增大，喷孔内部空穴强度减弱，喷孔内部的湍动能增强；提高喷孔内壁面的粗糙度对喷孔出口的质量流量影响不明显，但是在高喷射压力条件下啧孔出口质量流量略有增加；在高喷射压力条件下随着喷孔内壁面粗糙度的增大喷孔出口的平均速度显著减小，喷孔出口处的湍动能显著增大，而在小喷射压力条件下随着粗糙度的增大，喷孔出口的平均速度降幅较小，喷孔出口处的湍动能增幅较小；喷孔出口处X轴线上在喷孔上壁面空穴区域的湍动能较喷孔底部与中部区域大，空穴的产生、渍灭有利于增强喷孔出口处的湍流强度。

采用RNG k-ε模型对水平管内以叶轮起旋的螺旋流的流动特性进行了数值模拟研究,通过试验验证了数学模型的准确性和可靠性。研究结果表明:叶片旋流器产生的旋流场,切向速度分布具有近似Rankine组合涡结构的特点,径向速度最大值达轴向速度的0.5倍。雷诺数对旋流强度影响较大,Re数越大,旋流强度越大,且旋流强度的衰减速率越小。强旋流使轴向逆压力梯度足够大而引发轴向回流,从而产生了中心回流区域;能够增加反应介质的滞留时间,提高气液两相的传质和传热效率,促进水合物浆体快速生成,保障管道安全输送。

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。

给出了基于非结构化网格数值求解二维粘性湍流分离流场的压力修正算法.采用Delaunay三角划分法生成三角形非结构网格以适应复杂几何形状,壁面采用结构网格以满足粘性湍流流场计算的要求.湍流模型为RNGκ-ε模型,以考虑壁面低Re数效应和曲率对分离流动的影响.利用所给出的算法对NACA0012翼型二维大尺度分离流场进行了计算,计算结果和实验结果基本一致.图7参6