以Navier-Stokes方程和应力-通量代数湍流模型为基础,建立了温度和盐度分层流的应力-通量代数模型,模型不仅在控制方程中计及密度变化,而且在应力和通量的代数关系中含有浮力项,从而自动地计及浮力对紊动的影响.另外紊动平均量控制方程中的紊动项是由应力-通量模型计算,较好地体现了湍流各向异性的特征.为验证模型的正确性,对同时存在温度和盐度梯度的密度分层流进行了数值模拟计算,结果正确地反映了分层及紊动各向异性的特征,与实测结果吻合较好.

在低湍流度水槽里，利用片光源显示了平板气液两相湍流边界层内气泡流的流场结构，研究了平板安装位置、来流速度、喷气方式等参数对湍流边界层内气泡流的影响.利用激光测速技术测量了平板水平放置时气泡流最外缘处的水平速度及厚度.结果表明：平板喷气减阻的原因在于喷气改变了平板湍流边界层的流动结构，抑制了湍流.

本文从描述多维湍流气固两相流的两流体模型出发,导出了计算湍流气固两相流中固体颗粒扩散速度的计算模型,进而基于在一维流场中颗粒的终端速度是重力加速度gi的函数,提出在多维流场中颗粒相处于一个修正的加速度场gi'的作用下,该修正的加速度gi'包含了包括重力在内的各种力的作用,这些力对颗粒的加速作用与重力对颗粒的加速作用没有区别.根据这种观点,提出了用于模拟多维湍流气固两相流的改进的扩散模型.本文使用改进的扩散模型对台阶后方的气固两相流进行了数值模拟,并将数值计算结果与实验结果进行了比较,结果表明,改进的扩散模型的预报结果与实验结果符合得相当好.

对浅水流动的控制方程和深度平均的污染物扩散输移的控制方程进行坐标变换,湍流的模拟采用各向异性代数应力湍流模式,建立了曲线坐标下平面二维水流计算和污染物扩散输移的代数应力湍流模型.采用具有浓度实测值的实验室连续弯道进行模型验证,对本模型计算的浓度分布与k-ε模型进行比较,结果显示了本模型在处理各向异性明显优于k-ε模型.

提出了简单适用的管路摩擦因数λ的计算方法,解决了柯尔布鲁克-怀特(Colebrook-white)公式中隐函数不易计算的问题,该方法计算精度高于其他现有简化公式;在10-8≤ε/d≤0.05、3 000≤Re≤108时,该方程的计算结果与原Colebrook-White方程的平均相对偏差为0.331 5%,最大偏差不超过2.0%.

应用相位多普勒测速仪(PDA)和粒子图像测速仪(PIV)对添加筛网后的十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)减阻流体湍流流场进行试验研究,得到了减阻流体的速度脉动分布以及在筛网后不同位置的减阻流体湍流速度分布和平均速度分布.结果表明:添加筛网后,减阻流体的速度脉动明显增强,随着离网格距离的增大,速度脉动逐渐减弱最后趋于稳定;在靠近筛网处,平均速度分布趋向于和水的速度平均分布相一致,而在远离筛网处,其平均速度分布趋向于减阻流体不加筛网时的平均速度分布;随着筛网层数的增多,靠近网格处减阻流体湍流核心区明显增大,同时在近壁面处出现强烈的漩涡波动,瞬间速度空间分布趋近于水的速度空间分布,在远离筛网处,CTAC减阻流体过渡层明显增厚,在湍流核心区和过渡层之间出现小漩涡,表明被金属筛网破坏的胶束重新缔合成棒状胶束,恢复了减阻...

对标准κ-ε模型、重整化群κ-ε模型、可实现κ-ε模型和κ-ω模型等4种不同的湍流模型在预测叶栅稳态流动的能力方面进行了研究.采用时间推进的压力耦合方程的半隐算法(SIMPIEC),求解了稳态可压缩的雷诺平均Navier-Stokes方程及不同的湍流模型.通过一个叶栅流动算例,分析了这4种湍流模型本身的特点,并对其预测不同流动的能力进行了比较.数值分析结果表明:采用标准κ-ε模型进行计算时,在较大负冲角工况下,不能在叶栅压力面前缘预测到分离的产生;在零冲角和不大的正冲角工况下,在50%叶高处叶片表面,κ-ε模型所计算的等熵马赫数比κ-ω模型更接近实验值;其它两种湍流模型预测能力在两者之间.图5参9

对二维非定常可压缩粘性流体，雷诺时均Navie卜Stokes方程可写成如下积分形式: 式中， 为计算区域;a 为区域边界;Q为守恒变量;F为通量，包括无粘通量F1和粘性通量FV。计算域采用三角形单元离散，三角形的边作为控制体边界，物理量置于单元中心。对每个三角形控制体，方程(l)可写成:

利用ANSYS-Turbogrid生成液力变矩器的网格模型,研究了不同的网格数和近壁面y＋值对液力变矩器CFD数值计算的精度影响。计算结果表明,仅仅增加网格数无法改善计算结果的精确性,提高近壁面的y＋值能够显著地改善计算的精确性,从而确定了适合液力变矩器仿真计算的网格模型参数。

以新型汽车机油泵样机为研究对象采用CAD软件对转子式机油泵内流场进行几何建模对模型应用非结构化网格生成技术划分网格并进行有限元前处理。在采用k-ε湍流模型的基础上应用计算流体力学软件模拟稳定工况下机油泵进、出口部分的三维湍流流动得到了压力等高线云图、流量值、流线图等及机油泵容积效率与转速的关系曲线;对样机进行流量实验将数值模拟得到的机油泵容积效率和转速曲线与实验特性曲线进行比较得到模拟结果与实验结果基本吻合。结果证明：数值模拟能够准确地反应机油泵的量特性和特殊流动性能为机油泵的设计开发和优化改进提供了新的研究方法和技术支持。