基于颗粒轨道模型的离心泵叶轮泥沙磨损数值预测 被引量：23

1

作者 黄先北 杨硕 +2 位作者 刘竹青 杨魏 黎耀军 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期35-41,共7页

基于两相流颗粒轨道模型和Tabakoff磨损模型,对某型号单吸泵进行数值模拟得到不同泥沙条件和不同入口条件下颗粒运动轨迹和磨损规律。不同泥沙条件共设定7组方案,即颗粒质量分数为10%时,颗粒粒径分别为0.01、0.05、0.1、0.5 mm,以及颗... 基于两相流颗粒轨道模型和Tabakoff磨损模型,对某型号单吸泵进行数值模拟得到不同泥沙条件和不同入口条件下颗粒运动轨迹和磨损规律。不同泥沙条件共设定7组方案,即颗粒质量分数为10%时,颗粒粒径分别为0.01、0.05、0.1、0.5 mm,以及颗粒粒径为0.5 mm时,颗粒入口质量分数分别为2%、5%、8%、10%。结果表明,离心泵叶轮的磨损主要分布在叶片工作面和后盖板;粒径增大,颗粒向叶片工作面进口边的运动速度增加,形成点状的冲击式磨损;粒径减小时,在叶片工作面靠近出口边处逐渐形成条状的擦伤式磨损;颗粒质量分数对磨损率影响十分显著,而对磨损形态和位置没有影响;颗粒在入口分布的均匀度越大,叶轮内磨损形态的分散程度及磨损位置的轴对称性越明显。 展开更多

关键词 离心泵 叶轮 磨损 颗粒轨迹 CFX

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离心泵口环间隙附近的空化特性研究 被引量：9

2

作者 黄先北 刘竹青 杨魏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期59-63,58,共6页

为研究前口环间隙附近空化现象的成因,首先通过一系列无关性验证确保了包含口环间隙及泵腔的完整离心泵模型计算的可靠性,在此基础上进行空化条件下的非定常计算,预测了必需汽蚀余量工况下口环间隙附近的空化现象,结果表明:前口环间隙... 为研究前口环间隙附近空化现象的成因,首先通过一系列无关性验证确保了包含口环间隙及泵腔的完整离心泵模型计算的可靠性,在此基础上进行空化条件下的非定常计算,预测了必需汽蚀余量工况下口环间隙附近的空化现象,结果表明:前口环间隙出口附近流动受叶轮旋转的影响,其静压呈周期性的非均匀分布,其频率为2.27倍转频,并于低压区发生空化,空化开始于以进口段中心为圆心,半径稍小于前口环间隙内侧与进口段流动交汇点半径的某处;前口环间隙出口附近的压力脉动受叶轮旋转及空化的影响而呈现2类频率,其一为叶频及其倍频,其二为空化周期性变化导致的低频,该频率为空化周期性变化频率的整数倍。 展开更多

关键词 离心泵 口环间隙 空化 CFD

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无导叶离心泵蜗壳内低频压力脉动分析 被引量：6

3

作者 黄先北 刘竹青 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期170-176,共7页

为探究无导叶离心泵蜗壳内低频脉动的产生机理及该低频脉动对蜗壳内各监测点压力脉动的影响,采用计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)技术,在与试验结果对比分析验证模型计算精度的基础上,进行3个不同工况下的非定常压力... 为探究无导叶离心泵蜗壳内低频脉动的产生机理及该低频脉动对蜗壳内各监测点压力脉动的影响,采用计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)技术,在与试验结果对比分析验证模型计算精度的基础上,进行3个不同工况下的非定常压力脉动计算,其中湍流模型选用剪切应力输运(Shear stress transport,SST)模型,分析结果表明,蜗壳出口段因流线扭曲会产生一个低频脉动,出口段测点的主频等于该脉动的频率,且该低频脉动会对蜗壳内其余测点产生近乎一致的影响,使各点在该频率下具有相近的压力系数,其值与出口段的流动分离直接相关;各点脉动存在两个明显频率:低频与叶频;蜗壳隔舌附近的横截面上存在因流线扭曲产生的漩涡,其频率即为蜗壳出口段低频脉动的主频,从而证明因流线扭曲产生的漩涡为低频脉动产生的根本原因。 展开更多

关键词 无导叶离心泵 蜗壳 计算流体动力学 低频压力脉动 流动分离

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沙集泵站改造叶轮选型及流道改形研究

4

作者 赵文军 刘木秀 +2 位作者 王铁力 仇宝云 黄先北 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第7期88-97,共10页

针对沙集泵站空化汽蚀较为严重,在工程加固改造时主体结构不变,无法通过降低站房底板增加叶轮淹没深度,从而提高空化性能的实际问题,采用计算流体动力学CFD方法,考虑泵站进口不同水位,对水泵装置全流道内部流动进行数值分析,研究水泵空... 针对沙集泵站空化汽蚀较为严重,在工程加固改造时主体结构不变,无法通过降低站房底板增加叶轮淹没深度,从而提高空化性能的实际问题,采用计算流体动力学CFD方法,考虑泵站进口不同水位,对水泵装置全流道内部流动进行数值分析,研究水泵空化和能量特性。小幅降低叶轮中心高程,不仅未能减小空化范围,反而降低了泵装置效率,不宜采用。通过优选水泵水力模型、降速、增径并适当修整流道等方法,在保证泵装置能量性能的前提下,提高水泵空化性能。结果表明,采用方案一:叶轮直径增至1.68 m,转速降至250 r/min,基本消除了叶片进水边附近的附着空化,同时能够满足泵站特征水位组合下的流量和效率。成果也可用于类似泵站的设计和机组的选型。 展开更多

关键词 大型立式导叶式混流泵站 更新改造 空化性能 叶轮选型 CFD预测

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能源动力类本科毕业设计教学改革探析 被引量：6

5

作者 郭嫱 黄先北 +1 位作者 仇宝云 李小川 《大学教育》 2019年第7期65-67,共3页

面向新工科建设人才培养目标,结合能源动力类专业特点,针对本科毕业设计培养环节中存在的问题,分析工科教师和学生所面临的新的发展要求。提出组建新老结合的指导教师团队,强化教师工程背景,发挥各自优势的观点;将导师角色贯穿本科教学... 面向新工科建设人才培养目标,结合能源动力类专业特点,针对本科毕业设计培养环节中存在的问题,分析工科教师和学生所面临的新的发展要求。提出组建新老结合的指导教师团队,强化教师工程背景,发挥各自优势的观点;将导师角色贯穿本科教学过程,落实以学生为中心的教育理念;加强毕业设计过程考核与管理,强化工科毕业生的工程素养,形成新工科时代背景下的教学模式,全面提升工科教师与工科学生的综合能力。 展开更多

关键词 新工科 毕业设计 能源动力 教学改革

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闸站枢纽泵站前池流态及其改善数值模拟研究

6

作者 王铁力 赵文军 +3 位作者 许潘东 陈武 仇宝云 黄先北 《江苏水利》 2024年第4期1-4,20,共5页

分析了沙集闸站前池泥沙淤积成因,并试图改造在下游新建清污机桥,应用桥墩改善前池流态、减少泥沙淤积,采用三维建模软件UG NX建立河道流场三维模型,基于ICEM CFD进行计算域网格划分,并使用ANSYS CFX进行数值计算。计算结果表明:现状抽... 分析了沙集闸站前池泥沙淤积成因,并试图改造在下游新建清污机桥,应用桥墩改善前池流态、减少泥沙淤积,采用三维建模软件UG NX建立河道流场三维模型,基于ICEM CFD进行计算域网格划分,并使用ANSYS CFX进行数值计算。计算结果表明:现状抽水工况下,导流墙内侧存在大范围低速区,因而产生大范围泥沙淤积。将泵站下游两侧导流墙延长至60 m,在导流墙头部新建清污机桥,应用桥墩导流,导流墙内侧低速淤积区范围大大减小,泵站进水流态大为改善。 展开更多

关键词 闸站枢纽 前池流态 清污机桥 桥墩导流 流态改善 数值试验

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进水池吸气涡控制方法

7

作者 黄先北 奚超男 +3 位作者 董兆华 仇宝云 庞凯文 郭嫱 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第7期657-662,共6页

以进水池模型为研究对象,探索有效的吸气涡控制方法,基于计算流体动力学(CFD)技术,分析消波板与幕墙2种方法对吸气涡的抑制效果,并重点研究关键几何参数的影响.采用开源CFD软件OpenFOAM进行数值模拟,基于三方程的Bifurcation湍流模型求... 以进水池模型为研究对象,探索有效的吸气涡控制方法,基于计算流体动力学(CFD)技术,分析消波板与幕墙2种方法对吸气涡的抑制效果,并重点研究关键几何参数的影响.采用开源CFD软件OpenFOAM进行数值模拟,基于三方程的Bifurcation湍流模型求解湍流场以及CLSVOF方法捕捉气液交界面,从吸气涡形态、涡量、流线和出口吸气率等多角度对计算结果进行处理和对比分析.研究结果表明:深度为0.25 D 1的幕墙可以有效抑制进水池吸气涡,且吸气率可降低一半;随着幕墙深度增大,吸气率上升;参考海洋工程领域提出的消波板仅能推迟吸气涡的出现与发展,但无法起到抑制作用;在消波板中心位置和长度不变的情况下,改变消波板宽度均对吸气涡无明显抑制效果.研究结果可为进水池及相关工程设施优化设计提供一定的借鉴和参考. 展开更多

关键词 吸气涡 幕墙 消涡 消波板

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开源CFD程序在流体机械空化实验教学中的应用

8

作者 黄先北 郭嫱 +1 位作者 奚超男 陆培榕 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第2期71-74,共4页

流体机械课程是能源与动力工程专业的核心课程,以流体机械内部流动与性能特征为教学重点,需结合实验有效促进学生对相关理论的理解。空化现象是课程中的教学难点,相关的实验难以实现流动的可视化,且可视化材料在负压条件下易损坏,制约... 流体机械课程是能源与动力工程专业的核心课程,以流体机械内部流动与性能特征为教学重点,需结合实验有效促进学生对相关理论的理解。空化现象是课程中的教学难点,相关的实验难以实现流动的可视化,且可视化材料在负压条件下易损坏,制约了实验教学的开展。采用开源OpenFOAM软件,构建理论教学、OpenFOAM软件教学以及OpenFOAM软件模拟三位一体的教学模式,以空化实验为案例,模拟空化的变化过程,揭示空化的非稳定特征及其与出口压力的联系。结果表明,新的教学模式弥补了传统实验教学的缺陷,提升了学生的分析与探索能力。 展开更多

关键词 开源软件 流体机械 实验教学 OpenFOAM软件

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基于熵产理论的翼端间隙空化涡流特性研究

9

作者 郭嫱 后烨聪 +1 位作者 黄先北 仇宝云 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期27-31,52,共6页

以水翼侧端的间隙流场为研究对象,采用经过实验验证的空化流动数值模拟方法,获得不同间隙宽度下的流场信息.基于熵产理论分析发现:湍流耗散导致的熵产值占总熵产的比例最高,超过50%,其随间隙宽度的变化规律与总压差反映的能量损失接近,... 以水翼侧端的间隙流场为研究对象,采用经过实验验证的空化流动数值模拟方法,获得不同间隙宽度下的流场信息.基于熵产理论分析发现:湍流耗散导致的熵产值占总熵产的比例最高,超过50%,其随间隙宽度的变化规律与总压差反映的能量损失接近,但熵产更能揭示流场的能量损耗细节.分析间隙涡流和空化流动特征可见:湍流耗散主要集中在旋涡外缘和空化末端区域,与旋涡的旋转方向及空化发展的稳定性相关.在小间隙宽度下,应更关注水翼附近的能量损失.随着间隙宽度的增大,空化会影响下游更远的流场,因此间隙宽度的影响须结合能量损失和流动特征进行综合评判. 展开更多

关键词 熵产理论 间隙流 数值模拟 空化 旋涡

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智慧农业背景下土壤学与农作学课程建设与教学研究 被引量：1

10

作者 陆培榕 邢玮麟 +2 位作者 唐双成 刘文龙 黄先北 《智慧农业导刊》 2023年第19期13-16,共4页

土壤学与农作学是农业水利工程专业的一门专业必修课,该课程具有多学科交叉、理论和实践融合程度高的特点。在当前时代背景下,将智慧农业与土壤学与农作学教学相结合,培养出符合时代发展的复合型高水平农业专业人才是时代发展的趋势。... 土壤学与农作学是农业水利工程专业的一门专业必修课,该课程具有多学科交叉、理论和实践融合程度高的特点。在当前时代背景下,将智慧农业与土壤学与农作学教学相结合,培养出符合时代发展的复合型高水平农业专业人才是时代发展的趋势。该文通过高新农业技术案例与课本对应章节相匹配的方式,为改善课本教学内容与现有高新农业技术的“脱节”现象提供途径;通过结合数值模拟软件的方式提升学生对课本中过程性理论知识的理解深度,进而构建课堂理论与课后实践的高效互馈模式,为提高该课程内容应用性以及课程教学改革提出新思路。 展开更多

关键词 智慧农业 土壤学与农作学 教学研究 数值模拟 课程实践

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双向钢闸门反向挡水启门力CFD分析与减载对策 被引量：5

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作者 孙涛 仇宝云 +5 位作者 黄先北 周晨露 倪春 于贤磊 荐威 雍成林 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第9期904-909,共6页

为解决工程中发生垂直提升式双向挡水钢闸门反向挡水时,启门力过大,常规选用的启闭机启门力不足等问题,以江苏省某闸站的节制闸为研究对象,对反向挡水启门过程中的闸门进行受力分析,采用CFD方法计算闸门不同开高时的过流流场和水流对闸... 为解决工程中发生垂直提升式双向挡水钢闸门反向挡水时,启门力过大,常规选用的启闭机启门力不足等问题,以江苏省某闸站的节制闸为研究对象,对反向挡水启门过程中的闸门进行受力分析,采用CFD方法计算闸门不同开高时的过流流场和水流对闸门的作用力,计算启门力,并实测验证,分析启门力影响因素和增大的原因,提出采用增大横梁排水孔面积的方法减小启门力,采用ANSYS Workbench对排水孔加大后的闸门横梁强度进行校核.结果表明:启门过程中,下泄水流冲击闸门底部主梁上表面,造成上下表面压力差,是启门力增加的主要原因;增大排水孔面积,启门力呈线性规律下降,同时,由于水流对闸门水平作用力减小,主梁最大应力减小,强度能够保证.当排水孔面积增大到原面积8倍时,启门力下降7.6%~11.9%,效果显著.成果对于改进双向挡水闸门设计、减小启门力、保障启门安全具有重要意义. 展开更多

关键词 双向挡水平面钢闸门 反向挡水 启门力 排水孔

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涡判据在翼端间隙涡流分析中的应用与评价 被引量：5

12

作者 郭嫱 黄先北 +1 位作者 仇宝云 冯晓莉 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期23-28,共6页

以水翼侧端的间隙涡流为研究对象进行数值模拟计算,将涡量、压力、速度梯度张量的第二不变量Q及特征值λ2、旋转强度和螺旋度准则用于涡流分析,以参考实验的间隙涡流特征为依据,评价了各类涡判据的适用性.结果表明：基于速度梯度张量的Q... 以水翼侧端的间隙涡流为研究对象进行数值模拟计算,将涡量、压力、速度梯度张量的第二不变量Q及特征值λ2、旋转强度和螺旋度准则用于涡流分析,以参考实验的间隙涡流特征为依据,评价了各类涡判据的适用性.结果表明：基于速度梯度张量的Q,λ2和旋转强度准则,对于间隙涡流的辨识效果总体较好.为提高涡判据在不同流场中的适用性,基于应变率张量与旋转率张量的比值构建函数＊r,提出一种无量纲的涡识别准则,采用＊r 〈1的判据可以有效识别局部旋转占优的流动区域. 展开更多

关键词 涡判据 间隙流 数值模拟 无量纲化 水翼

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喷水推进泵叶轮空化涡流的数值模拟研究 被引量：3

13

作者 郭嫱 王宇 +1 位作者 黄先北 仇宝云 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期30-37,共8页

基于旋涡对空化的影响,本文采用考虑旋转修正的SST-CC湍流模型和基于涡识别修正的Zwart空化模型,对喷水推进泵叶轮内部空化涡流场进行数值模拟研究。分析了推进泵在不同空化数条件下的水力特性和空化现象,比较了不同种类涡识别方法在辨... 基于旋涡对空化的影响,本文采用考虑旋转修正的SST-CC湍流模型和基于涡识别修正的Zwart空化模型,对喷水推进泵叶轮内部空化涡流场进行数值模拟研究。分析了推进泵在不同空化数条件下的水力特性和空化现象,比较了不同种类涡识别方法在辨识空化涡流中的适用性。研究结果表明,数值计算得到推进泵的扬程、功率和效率等性能参数以及叶轮内的空化现象,与参考实验吻合较好。分析了叶片表面和叶顶间隙附近空化区域内的含汽量特性;针对推进泵叶顶间隙空化涡的辨识研究,对比了压力准则、涡量准则、Q准则、λ_(2)准则和无量纲化的Ω准则,揭示了旋涡流动对空化形成的影响。 展开更多

关键词 喷水推进泵 空化 涡流 数值模拟 涡判据

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开敞式进水池喇叭口悬空高度对吸气涡的影响

14

作者 黄先北 方涛 +3 位作者 郭嫱 陈徐睿 庞凯文 仇宝云 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期161-168,共8页

开敞式进水池是中小型泵站中重要的水工建筑,其在结构尺寸设计不合理时易出现空气吸入涡(air-en-trained vortex,简称吸气涡),严重时会发生空蚀,从而严重影响泵站安全稳定运行。在开敞式进水池中,喇叭口悬空高度C对进水池流动影响较大... 开敞式进水池是中小型泵站中重要的水工建筑,其在结构尺寸设计不合理时易出现空气吸入涡(air-en-trained vortex,简称吸气涡),严重时会发生空蚀,从而严重影响泵站安全稳定运行。在开敞式进水池中,喇叭口悬空高度C对进水池流动影响较大。本文根据泵站设计规范中给定的悬空高取值范围,采用简化的耦合水平集与流体体积方法(simple coupled level-set and volume-of-fluid method,S-CLSVOF)捕捉水气交界面,并基于分叉模型(bifurcation model,BM)进行数值模拟,分析了吸气涡随喇叭口悬空高度的变化规律,并从喇叭口处涡量及涡拟能的角度,分析了产生该规律的机理。结果表明:吸气涡的大小和进水管内相对吸气率β呈正相关,且平均相对吸气率在3×10^(-4)~7×10^(-4)之间;平均相对吸气率基本随悬空高度的增加呈下降趋势,但在C=0.35D(D为喇叭口直径)处出现突降的情况;每个方案涡量随时间的变化规律表明涡量可定量体现吸气涡的强度;通过对涡拟能输运方程中的分析,发现漩涡受到的拉伸作用决定了平均相对吸气率的变化规律,且与吸气率的变化规律一致,揭示了吸气率突降的机理。同时,分析研究结果发现,在设计进水池时,考虑到吸气涡程度与泵的安装,C=0.35D的悬空高度为最优选择。本文结论对进水池的设计具有指导意义。 展开更多

关键词 进水池 吸气涡 悬空高度 简化的耦合水平集与流体体积方法 吸气率

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平面钢闸门反向挡水启门力数值分析 被引量：4

15

作者 黄先北 仇宝云 +3 位作者 孙涛 倪春 于贤磊 郭嫱 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期39-46,共8页

由于水闸上下游水位以及调水需求的变化,许多闸门需要满足正向挡水与反向挡水两种需求。垂直提升式钢闸门反向挡水时,闸门受力复杂,启门力显著增加,导致启闭机启门力严重不足。为此,本文以江苏省某闸站的节制闸为研究对象,提出了基于均... 由于水闸上下游水位以及调水需求的变化,许多闸门需要满足正向挡水与反向挡水两种需求。垂直提升式钢闸门反向挡水时,闸门受力复杂,启门力显著增加,导致启闭机启门力严重不足。为此,本文以江苏省某闸站的节制闸为研究对象,提出了基于均相流模型的启门过程中水流对门体的作用力的计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)预测方法,对启门过程中不同开高时的启门力进行了计算,分析了启门力增加的原因。结果表明:数值预测的启门力与实测结果一致,提出的方法能有效预测启门力随闸门开高的变化规律。平面钢闸门反向挡水时的启门力相比正向挡水情况大幅增加。启门过程中,水流对闸门底部主梁垂直向下的作用力是导致启门力增加的原因,该作用力表现为闸门底部主梁上下表面的压差(上表面压力大、下表面压力小),在闸门开高从0增加到最大的过程中,底部主梁上下表面压差表现为先增大后减小、再增大后减小的异常规律,从而导致启门力出现与之一致的规律。论文研究结果对于提高闸孔过流数值模拟精度、改进闸门设计、优化平面钢闸门启门力具有重要意义。 展开更多

关键词 垂直提升式平面钢闸门 反向挡水 启门力 计算流体动力学 主梁

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FBM模型在典型分离流动预测中的应用 被引量：3

16

作者 黄先北 郭嫱 仇宝云 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期52-56,62,共6页

针对滤波器模型（FBM）滤波尺度选择标准以及是否采用壁面函数尚不明确问题,基于壁面律提出了有效滤波尺度e（（35））的定义,以雷诺数Re（28）3 900的圆柱绕流为算例,采用平均无量纲化壁面第一层网格分别为1与15的网格研究壁面处理与... 针对滤波器模型（FBM）滤波尺度选择标准以及是否采用壁面函数尚不明确问题,基于壁面律提出了有效滤波尺度e（（35））的定义,以雷诺数Re（28）3 900的圆柱绕流为算例,采用平均无量纲化壁面第一层网格分别为1与15的网格研究壁面处理与滤波尺度.结果表明：当壁面第一层网格位于黏性底层时,不应采用壁面函数处理,此时滤波尺度取e（15）（13）（16）（35）较为合理;当壁面第一层网格满足壁面函数要求时,滤波尺度取e（15）（13）（20）（35）较为合理.研究还发现,FBM的计算效率并非随滤波尺度的降低而单调递减. 展开更多

关键词 滤波器模型 分离流动预测 滤波尺度 壁面函数 圆柱绕流

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HYDRUS数值模拟方法在土壤水动力学实验教学中的应用 被引量：2

17

作者 陆培榕 罗纨 +3 位作者 贾忠华 唐双成 刘文龙 黄先北 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2022年第11期173-176,共4页

土壤水动力学是一门关注多孔介质中流体运动过程的学科,需借助实验观测加强学生对理论知识的理解。但相关过程性实验需耗费大量课时,且实验结果易受装置边界效应影响。该文以典型的土柱入渗实验为背景,采用HYDRUS软件模拟定水头条件下... 土壤水动力学是一门关注多孔介质中流体运动过程的学科,需借助实验观测加强学生对理论知识的理解。但相关过程性实验需耗费大量课时,且实验结果易受装置边界效应影响。该文以典型的土柱入渗实验为背景,采用HYDRUS软件模拟定水头条件下土壤水分的水平向推进过程,揭示了不同土质内水分运移的动态差异。结果表明,HYDRUS模拟软件凭借其可视化的结果输出和实时量化的观测数据,可弥补传统实验教学中的缺陷,提升学生对学科理论的自主探索能力,有助于课本知识与实际应用的结合。 展开更多

关键词 土壤水动力学 土柱实验 数值模拟 实验教学

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三维造型软件在大学生专业创新实践中的应用研究——以能源与动力工程专业为例 被引量：1

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作者 黄先北 郭嫱 +1 位作者 李小川 仇宝云 《大学教育》 2020年第10期77-79,共3页

在建设创新型国家的时代背景下,面向创新教育的课程目标,基于能源与动力工程专业的培养方案,课题组总结了专业创新实践的教学现状,探究了增强学生参与度的教学方法,分析了教学内容的创新途径。课题组还针对三维造型软件在本专业发挥的... 在建设创新型国家的时代背景下,面向创新教育的课程目标,基于能源与动力工程专业的培养方案,课题组总结了专业创新实践的教学现状,探究了增强学生参与度的教学方法,分析了教学内容的创新途径。课题组还针对三维造型软件在本专业发挥的重要作用,将造型设计列入创新实践教学内容,融合专业研究对象和个性化设计的教学素材,发展学生的创新创造思维,通过学生作品展示了专业创新的实践效果,为新工科人才培养注入了新的活力。 展开更多

关键词 创新实践 软件 仿真 能源与动力工程

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一种适于强分离流动的三方程VLES模型

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作者 方涛 黄先北 +1 位作者 陈徐睿 郭嫱 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2022年第2期262-268,共7页

强分离流动的准确模拟对湍流模型极具挑战性,导致现有的VLES模型仍难以满足要求。究其原因,强分离流动往往伴随分离涡且具有局部旋转特征,而现有模型往往并未考虑该效应。为此,该文基于旋转湍流中表现优异的k-ω-v~2模型,建立了一种新的... 强分离流动的准确模拟对湍流模型极具挑战性,导致现有的VLES模型仍难以满足要求。究其原因,强分离流动往往伴随分离涡且具有局部旋转特征,而现有模型往往并未考虑该效应。为此,该文基于旋转湍流中表现优异的k-ω-v~2模型,建立了一种新的VLES模型,并将其应用于圆柱绕流中,结果表明:相比现有的VLES k-ε模型,新模型准确地预测了圆柱后方的回流区长度,且雷诺应力的预测明显占优。通过精度控制函数及几个相关尺度的分析,发现湍流积分尺度是关键影响因素,新模型得到了该尺度的合理值,而VLES k-ε模型则高估了该值,导致精度控制函数偏低而预测失真。 展开更多

关键词 流动分离 局部旋转效应 VLES OPENFOAM 尺度

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基于三方程VLES模型的进水池吸气涡数值模拟

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作者 黄先北 郭嫱 仇宝云 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期183-188,共6页

开敞式进水池在大流量、低水位情况下易出现表面涡,严重时将发展为吸气涡,影响泵站安全稳定运行。为准确模拟吸气涡流动结构,采用S-CLSVOF方法捕捉水气交界面,并基于混合RANS/LES方法中的VLES方法解析湍流场结构,分析了网格与计算时间... 开敞式进水池在大流量、低水位情况下易出现表面涡,严重时将发展为吸气涡,影响泵站安全稳定运行。为准确模拟吸气涡流动结构,采用S-CLSVOF方法捕捉水气交界面,并基于混合RANS/LES方法中的VLES方法解析湍流场结构,分析了网格与计算时间对计算结果的影响,同时研究了VLES模型的特性。结果表明:VLES模型可以准确地预测吸气涡流场中的速度分布;不同网格数量级对速度分布与相对吸气率的变化规律影响较小,为降低计算资源消耗,网格数量级达到O(10^(6))即可;根据相对吸气率随时间的变化规律可判断吸气涡达到稳定的时刻,在该时刻之后计算10 s即满足相关标准的要求,进一步延长计算时间不改变吸气涡位置与相对吸气率的变化规律;在本算例中,VLES模型的解析度主要受湍流积分尺度的影响,在近壁面为RANS模式以降低近壁面网格要求,而在湍流核心区为混合RANS/LES以提高计算精度。 展开更多

关键词 进水池 吸气涡 VLES S-CLSVOF 数值模拟

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