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融合升力线理论和雷诺时均模拟在螺旋桨设计和水动力性能预报中的应用 被引量：9
1
作者 杨琼方 王永生 +1 位作者 黄斌 刘登成 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期486-493,共8页
同时采用Lerbs非最优螺旋桨理论和Epps最佳环量分布理论,将螺旋桨升力线方法由初始设计应用扩展到敝水性能预报,对DTMB 4119、4381、4382和4497这4个螺旋桨的敞水性能曲线进行了预报分析.针对升力线方法在中度负载区间的适用限制和无法... 同时采用Lerbs非最优螺旋桨理论和Epps最佳环量分布理论,将螺旋桨升力线方法由初始设计应用扩展到敝水性能预报,对DTMB 4119、4381、4382和4497这4个螺旋桨的敞水性能曲线进行了预报分析.针对升力线方法在中度负载区间的适用限制和无法在黏性流场中考虑桨叶空化性能的缺陷,进一步将Epps方法与雷诺时均(RANS)模拟相结合,可明显提高低、高负载区间的敞水性能预报精度.Epps方法预报精度要高于Lerbs方法,能够满足工程初始分析需求.随着远离设计工况点(低、高进速系数)其预报误差变大,桨叶侧斜程度和纵倾存在也会增大预报误差.RANS模拟时桨叶切面型值由升力线方法提供,桨叶几何和六面体网格划分均采用程式化操作实现.在分析网格因素影响后,所得推力和力矩系数以及压力系数分布均匀与实验值吻合较好.在RANS模拟中加入混合物均相流空化模型后,可定量得出桨叶梢涡涡束在一定距离内的螺旋轨迹.结合桨叶最大负载截面的空化斗性能和梢涡涡束最小压力点幅值,可相对判定桨叶空化性能.构建了基于水动力性能评价的螺旋桨参数化设计和非空化与空化性能预报的数值平台. 展开更多
关键词 船舶 螺旋桨 升力线理论 雷诺时均模拟 螺旋桨设计 敞水性能 空化性能
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基于Ahmed模型的外流场数值模拟 被引量：6
2
作者 刘训 赖晨光 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 2013年第9期122-127,共6页
使用几种常见的湍流模型,应用Fluent软件对后背倾角为25°的Ahmed模型外流场进行稳态数值模拟,将结果与已有相关文献中的试验数据进行对比,找出最适合进行稳态模拟的湍流模型。采用DES(分离涡模拟)法对Ahmed模型外流场进行瞬态数值... 使用几种常见的湍流模型,应用Fluent软件对后背倾角为25°的Ahmed模型外流场进行稳态数值模拟,将结果与已有相关文献中的试验数据进行对比,找出最适合进行稳态模拟的湍流模型。采用DES(分离涡模拟)法对Ahmed模型外流场进行瞬态数值模拟,并将结果和稳态模拟进行比较。结果表明:在时均值方面,DES法和RANS(雷诺时均模拟)法差别不大;但在捕捉尾部含能结构方面,DES方法更有优势,能更好地反映类车体的尾流特征。 展开更多
关键词 Ahmed模型 湍流模型 雷诺时均模拟 分离涡模拟 外流场
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孤立波对礁坪上直墙冲击试验和RANS数值模拟 被引量：1
3
作者 肖理 房克照 +2 位作者 孙家文 范子初 刘忠波 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2021年第4期86-95,共10页
在有、无礁冠两种典型岛礁剖面地形上开展孤立波冲击礁坪上直墙的二维水槽试验和数值模拟研究。通过OpenFOAM结合k-ε湍流模型进行RANS数值模拟,基于试验数据和验证后的RANS模拟结果,研究了岛礁剖面上孤立波传播的水动力特性及其对直墙... 在有、无礁冠两种典型岛礁剖面地形上开展孤立波冲击礁坪上直墙的二维水槽试验和数值模拟研究。通过OpenFOAM结合k-ε湍流模型进行RANS数值模拟,基于试验数据和验证后的RANS模拟结果,研究了岛礁剖面上孤立波传播的水动力特性及其对直墙的作用,并探讨了礁冠的存在对直墙所受冲击的影响。结果表明:RANS(k-ε)模型能够准确还原孤立波在岛礁地形上的主要传播特征,但在波浪破碎的情况下,RANS数值模拟不够精细,尤其对直墙所受瞬击荷载的捕捉能力欠缺;礁冠的存在,增强了波浪反射,使得波浪提前破碎,减小了直墙上的波浪爬升和最大动压。 展开更多
关键词 孤立波 岛礁剖面 直墙 雷诺时均模拟 冲击作用
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耦合传热下激波对超声速气膜冷却影响 被引量：1
4
作者 向纪鑫 李志强 +1 位作者 刘鹏 王菡 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期344-353,共10页
针对离散孔式超声速平板气膜冷却,在主流区引入楔角形成激波环境,以研究激波与超声速气膜之间的相互作用。通过计算楔角在0°、15°、20°和25°产生的四种激波强度下,超声速气膜与高温壁面的耦合传热。所得结果表明:... 针对离散孔式超声速平板气膜冷却,在主流区引入楔角形成激波环境,以研究激波与超声速气膜之间的相互作用。通过计算楔角在0°、15°、20°和25°产生的四种激波强度下,超声速气膜与高温壁面的耦合传热。所得结果表明:适当强度的激波能够抑制气膜入射后产生的反向涡旋对,降低主流对气膜的卷吸,增大壁面平均H2摩尔分数并降低壁面温度。对金属层温度场的分析表明,壁面冷却效果随着激波角的增加而先增加后降低,其中楔角为20°时的流场结构最有利于壁面温度保护。小楔角生成的激波在低冷流马赫数下对冷却效果的改善更明显,大楔角则在高冷流马赫数下更明显,热障涂层(TBC)不影响这种变化趋势;激波的存在削弱了TBC的影响范围。可以揭示超声速气膜在耦合传热条件下的传热机理,为超声速气膜冷却的设计提供参考,或为现有超声速气膜冷却结构的优化提供依据。 展开更多
关键词 激波 超声速气膜冷却 耦合传热 表面传热系数 雷诺时均数值模拟
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加力燃烧室湍流火焰面模型优化方法
5
作者 李安琦 刘勇 张祥 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1083-1089,共7页
加力燃烧室中流速高、压力低、含氧量低,燃油喷射以直射式为主,常用燃烧模型多会高估其反应速率。火焰面类模型采用查表法处理标量场,计算速度较快,但较难调整反应速率。在稳态层流火焰面模型基础上,添加了非定常化学动力学的影响因素... 加力燃烧室中流速高、压力低、含氧量低,燃油喷射以直射式为主,常用燃烧模型多会高估其反应速率。火焰面类模型采用查表法处理标量场,计算速度较快,但较难调整反应速率。在稳态层流火焰面模型基础上,添加了非定常化学动力学的影响因素来调整反应速率;在试验数据基础上,建立火焰面反应时间尺度,优化火焰面数据库,改善了该类方法在高速、低压、贫氧和雾化差下的数值仿真精度。结果表明:该优化方法形成的火焰面数据库能够较好模拟加力燃烧室中燃油复杂化学反应过程;在本文计算结果验证中,能将温度分布模拟误差控制在15%以内,平均温度模拟误差控制在5%以内。 展开更多
关键词 加力燃烧室 非定常化学动力学 湍流火焰面模型 火焰面数据库 雷诺时均数值模拟
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