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Simulation of Flow Field of Molten Salt in Neodymium Metal Electrolytic Cell Using Vortex-Flow Function Method
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作者 Ren Yonghong Kong Xiangmin Xie Liying 《Journal of Rare Earths》 SCIE EI CAS CSCD 2004年第z1期252-256,共5页
With the applications of Nd-Fe-B material extending in recent years, the materials of neodymium metal and other rare earth metal alloy confront the increased demand and the high quality request at the same time.These ... With the applications of Nd-Fe-B material extending in recent years, the materials of neodymium metal and other rare earth metal alloy confront the increased demand and the high quality request at the same time.These factors stimulated greatly to perfect the producing craft of RE metals and improve the equipments.The rare earth electrolysis cell is developing towards large-scale way.Notwithstanding the present electrolysis cell of Nd metal, include 6 kA and 10 kA cell, exists some insurmountable problems during operation and these problems lead to lower electric efficiency and higher operating costs.So it is significant to study the physical fields of rare earth electrolysis cell.In this paper,a numerical flow mode is established using vortex- flowing function method and the fluid flow field of 3000A Nd electrolysis cell is computed using MATLAB.The results of the study will be important reference in theory for improving and enlarging rare earth fluoride system cell. 展开更多
关键词 NEODYMIUM electrolytic cell FLUID flow field vortex-flowing function METHOD numerical SIMULATION RARE earths
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Taylor-Couette涡流动特性及其絮凝行为响应
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作者 毛玉红 邢照敏 +1 位作者 何锦彬 王敏 《化工进展》 北大核心 2026年第1期106-113,共8页
利用大涡模拟(LES)方法对Taylor-Couette涡流场进行瞬态模拟,深入剖析各类涡的流动特性,同时在不同涡流动形态下进行絮凝实验,探讨絮凝过程对不同涡流动特性的响应行为,定量研究不同涡流动形态对絮凝反应过程的影响。研究发现,流场中的... 利用大涡模拟(LES)方法对Taylor-Couette涡流场进行瞬态模拟,深入剖析各类涡的流动特性,同时在不同涡流动形态下进行絮凝实验,探讨絮凝过程对不同涡流动特性的响应行为,定量研究不同涡流动形态对絮凝反应过程的影响。研究发现,流场中的速度梯度、剪切应力与涡流态变化密切相关,在不同涡流动形态下差异较大。反应器内涡流动特性变化会直接影响流场的传质性能,不同涡流动形态下絮凝响应行为也存在较大差异:波状涡流动与化学条件相辅相成,能最大程度触发絮凝剂潜能,生成絮体性能最佳,絮凝过程响应最好,而且絮凝剂投加量越大,絮凝效果越好;调制波状涡流动要在合适的絮凝剂投加量下才有比较好的絮凝响应行为。絮凝过程的响应行为和涡流动形态密切相关,合适的涡流动形态才能与化学条件相互成就,促成最佳絮凝行为的响应与表达。 展开更多
关键词 Taylor-Couette 数值模拟 涡流动流态 流动 混凝
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离心泵气液两相流噪声特性分析
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作者 谈明高 王昊晨 +3 位作者 刘厚林 吴登昊 吴江海 吴贤芳 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2026年第2期357-364,共8页
为探究离心泵在气液两相工况下内场噪声机理,本文采用SST k-ω模型结合MUSIG两相流模型模拟泵内气液两相流得到声源,应用声学有限元方法求解Helmholtz波动方程得到声场,对泵内气液两相流噪声进行了研究,分析了不同流量对泵内两相流动噪... 为探究离心泵在气液两相工况下内场噪声机理,本文采用SST k-ω模型结合MUSIG两相流模型模拟泵内气液两相流得到声源,应用声学有限元方法求解Helmholtz波动方程得到声场,对泵内气液两相流噪声进行了研究,分析了不同流量对泵内两相流动噪声声压级频域特性、总声压级特性和声压级分布特性的影响规律。研究结果表明:不均匀的气液两相流动和叶轮与隔舌的动静干涉作用是泵内气液两相流噪声的2个主要噪声源;蜗壳内各监测点的噪声总声压级与其所处断面面积呈反比关系;除了隔舌处,泵内其他位置的总声压级随着流量的增加均呈现不同程度的增加趋势,当流量从小流量增加到设计流量时,增幅分别为0.31%、0.67%、0.15%、0.48%和0.33%,进一步增加为大流量时,增幅为0.25%、0.20%、1.86%、0.10%和0.71%;叶频处离心泵内高声压级区主要位于隔舌附近的蜗壳螺旋段及叶轮出口区域,且叶轮内噪声声压级会整体上随着流量的增加而逐渐增大。 展开更多
关键词 离心泵 气液两相流 涡结构 试验测试 声源强度 内流噪声 计算流体力学 计算声学
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螺旋管射流搅拌桨液液非均相混合过程分析
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作者 张静 梁津宁 +2 位作者 龚斌 姜哲漩 郑子健 《化学工程》 北大核心 2026年第3期57-62,共6页
以组合成圆锥面的多根空心管作为射流搅拌桨对液液非均相进行混合,采用实验和数值模拟研究螺旋管和直管对混合过程的影响。结果表明:螺旋管入口形成迎流,而直管为自吸入口,迎流入口有效提升管内和射流出口速度。搅拌混合过程分为初期、... 以组合成圆锥面的多根空心管作为射流搅拌桨对液液非均相进行混合,采用实验和数值模拟研究螺旋管和直管对混合过程的影响。结果表明:螺旋管入口形成迎流,而直管为自吸入口,迎流入口有效提升管内和射流出口速度。搅拌混合过程分为初期、中期和后期3个阶段。搅拌中期螺旋管内分散相形成段塞流,使分散相第1次射出螺旋管时相含率接近1,高出直管搅拌桨1.5倍;搅拌后期螺旋管的迎流作用有效提高了分散相的分布均匀性。基于Q准则(基于速度梯度张量的第二不变量)的搅拌桨周围涡旋分布表明:直管背流侧形成尾涡,螺旋管未见尾涡,降低了搅拌阻力;射流出口处形成内外双涡,螺距较大的螺旋管迎流入口和较低的管路阻力有利于内外双涡的发展,有效提高液液非均相混合过程。本研究为非线性曲面作为搅拌桨叶提供了新颖的设计,促进射流理论在搅拌过程中的进一步发展。 展开更多
关键词 螺旋管 搅拌过程 液液非均相 迎流 涡旋
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基于激光雷达的飞机尾涡反演方法改进研究
5
作者 魏志强 杨宪康 《激光与红外》 北大核心 2026年第2期211-219,共9页
针对激光雷达径向分辨率偏大、致使尾涡反演精度偏低的问题。通过三次插值和三次样条插值在激光雷达距离门之间按照密度1、2、4、8 m对尾涡径向风场进行插值,并使用梯度法反演涡核位置;然后对梯度法进行改进,在各个距离门的梯度绝对值... 针对激光雷达径向分辨率偏大、致使尾涡反演精度偏低的问题。通过三次插值和三次样条插值在激光雷达距离门之间按照密度1、2、4、8 m对尾涡径向风场进行插值,并使用梯度法反演涡核位置;然后对梯度法进行改进,在各个距离门的梯度绝对值最大值之间使用三次插值和三次样条插值按照密度1、2、4、8 m进行插值。最后提出了基于三次样条插值的分辨率提升方法,通过改进梯度法提高了涡核识别准确度。研究表明,三次样条插值较三次插值对尾涡数据吻合程度更高;在算例中,三次插值涡核位置最高修正率为20%~35%,三次样条插值涡核位置最高修正率为39%~71%;比较尾涡径向风场插值算法和改进梯度法识别涡核的效率,改进梯度法较尾涡径向风场插值算法所用时间提高了82%。 展开更多
关键词 尾涡参数反演 涡核位置估算 激光雷达 飞机尾流 尾涡流场仿真
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涡旋均流器对高浓度泥浆管道输送的减阻机制及其效能
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作者 王彤 沈高扬 +1 位作者 喻国良 张民曦 《海洋工程装备与技术》 2026年第1期77-83,共7页
针对泥浆管道输送中的减阻难题,提出了一种新型减阻装置(均流器),并通过数值模拟系统分析了转速流速比(k)、颗粒浓度(Cv)和导流叶片高度-管径比(H/D)等关键参数对其减阻性能的影响。研究表明,该均流器通过其导流叶片的旋转产生强力涡旋... 针对泥浆管道输送中的减阻难题,提出了一种新型减阻装置(均流器),并通过数值模拟系统分析了转速流速比(k)、颗粒浓度(Cv)和导流叶片高度-管径比(H/D)等关键参数对其减阻性能的影响。研究表明,该均流器通过其导流叶片的旋转产生强力涡旋,将管道内原不对称流速剖面转化为对称的椭圆曲线剖面,利于管底沉积泥沙的起扬,提升管道输送减阻效果;涡旋均流器的构型参数(H/D)和运行参数(k)是影响其减阻效果的关键因素,减阻率随H/D和k的增大均呈先增后减的趋势,H/D=0.15时均流器的减阻效果最好,而运行参数k的最优值则明显受C_(v)的影响,泥浆浓度越大,达到最优减阻率所需的k值越大;C_(v)=30%时的最优k≈2.35,C_(v)=50%时的最优k≈5.79。这些成果可为泥浆管道节能输送提供新方法。 展开更多
关键词 泥浆管道输送 涡旋均流器 流场重构 泥浆浓度 减阻
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基于多通道并行滤波的涡街流量计信号处理方法
7
作者 陈洁 万书绪 李斌 《计量学报》 北大核心 2026年第2期192-199,共8页
涡街流量计在流量测量领域具有重要地位,其优势在于无机械可动部件、适应多种介质、压力损失小等特点。压电元件检测到的涡街信号经过一系列模拟和数字电路的放大、滤波等处理后,可获得精确的流量值。针对提高涡街流量计动态响应这一性... 涡街流量计在流量测量领域具有重要地位,其优势在于无机械可动部件、适应多种介质、压力损失小等特点。压电元件检测到的涡街信号经过一系列模拟和数字电路的放大、滤波等处理后,可获得精确的流量值。针对提高涡街流量计动态响应这一性能指标,设计了一种具有1/f 2幅频特性调制的多通道并行信号处理方法。采用1/f 2衰减(-40 dB/dec)特性的滤波单元,结合涡街信号幅频特性物理关系扩展量程比。将测量通道分为若干并行的通道,并设计快速的通道选择方法,能有效解决涡街流量计信号处理方法动态响应速度慢的问题。结果表明:集成四通道算法的涡街流量计达到0.5级精度,并且在动态响应这一性能指标优于横河流量计。 展开更多
关键词 流量计量 涡街流量计 多通道信号 并行处理 动态响应
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喷油器喷嘴内涡旋空化不稳定流动特性研究
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作者 范立云 张瀚文 +3 位作者 魏云鹏 礼博 李屿明 冷先银 《内燃机学报》 北大核心 2026年第2期134-143,共10页
新一代高效内燃机对燃油喷射和雾化提出了更高的要求,喷嘴处的不稳定空化流动会直接影响循环喷射量及喷雾燃烧过程.采用一种结合比耗散率ω方程的雷诺应力-尺度自适应(RSM-SAS)湍流模型、流体体积(VOF)法多相流模型和Zwart-Gerbera-Bela... 新一代高效内燃机对燃油喷射和雾化提出了更高的要求,喷嘴处的不稳定空化流动会直接影响循环喷射量及喷雾燃烧过程.采用一种结合比耗散率ω方程的雷诺应力-尺度自适应(RSM-SAS)湍流模型、流体体积(VOF)法多相流模型和Zwart-Gerbera-Belamri(ZGB)相变传质模型,对轨压为60 MPa、环境压力为0.1 MPa条件下的喷嘴内空化两相流开展研究.基于Ω涡识别方法,解析了喷嘴内强涡旋和弱涡旋.针对涡量场和空化相分布的时空特性,分析了涡流演变和空化过程之间的联系.在此基础上,讨论了喷孔内多个横截面物理场的非定常特性,阐明了喷孔内涡偏心、涡变形和涡核进动等时空不稳定行为,揭示了涡核总压损失和压力波动特征.结果表明:喷射过程中喷嘴处存在强制涡旋、自由涡旋、剪切层涡和尾涡等复杂流体结构,并与空化存在强耦合导致流动不稳定,在喷孔前段易出现回流区,喷孔后段易形成空化并发展到喷雾区,从而对近场喷雾产生扰动. 展开更多
关键词 喷油器喷嘴 多相流 涡旋空化 不稳定性 压力波动
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涡流发生器对动车组气动减阻的研究
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作者 崔洪江 吴博威 +1 位作者 樊伟航 关颖 《铁道学报》 北大核心 2026年第2期31-39,共9页
为了降低列车高速运行受到的气动阻力,选择尾车3个典型安装位置,包括流线型过渡位置、边界层突变处和尾车压力突变处。采用基于SST k-ω湍流模型的雷诺时均法研究高速列车尾车安装涡流发生器对尾部流动特征以及列车气动载荷的影响。结... 为了降低列车高速运行受到的气动阻力,选择尾车3个典型安装位置,包括流线型过渡位置、边界层突变处和尾车压力突变处。采用基于SST k-ω湍流模型的雷诺时均法研究高速列车尾车安装涡流发生器对尾部流动特征以及列车气动载荷的影响。结果表明:涡流发生器能显著改变尾车周围的流场,产生一对与原涡流旋向相反的涡流结构,降低尾流涡强度和范围。在尾车安装涡流发生器后,气流流动受到涡流发生器的阻碍产生积聚,从而在尾车表面形成正压区域,降低压差阻力;当涡流发生器布置在尾车压力突变处时,阻力显著降低,尾车阻力降低16.8%,整车阻力降低6.82%。研究结果为动车组气动减阻提供了新的思路,对突破传统气动减阻技术的局限性具有重要意义。 展开更多
关键词 动车组 流动控制 涡流发生器 气动减阻 压差阻力
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基于PANS方法的喷油器喷嘴内涡旋空化流动特性模拟
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作者 范立云 张瀚文 +3 位作者 魏云鹏 张佃浩 邓奕铖 冷先银 《内燃机学报》 北大核心 2026年第1期41-47,共7页
使用可靠的计算方法对喷油器喷嘴处的高雷诺数强湍流涡旋空化两相流动进行模拟,是高性能喷嘴结构设计的关键.采用一种在工业上被广泛应用的标准k-ε湍流模型基础上发展而来的部分平均Navier-Stokes(PANS)方法计算模型,结合流体体积法(V... 使用可靠的计算方法对喷油器喷嘴处的高雷诺数强湍流涡旋空化两相流动进行模拟,是高性能喷嘴结构设计的关键.采用一种在工业上被广泛应用的标准k-ε湍流模型基础上发展而来的部分平均Navier-Stokes(PANS)方法计算模型,结合流体体积法(VOF)多相流模型和Zwart-Gerbera-Belamri(ZGB)相变传质模型,对轨压为60 MPa、环境压力为0.101 MPa条件下的喷嘴内空化两相流动开展研究.对比采用Wall-adapting local eddy-viscosity(WALE)亚网格尺度模型的大涡模拟计算结果,评估了不同湍动能、湍流耗散分辨率参数(f_(k) ,f_(ε))组合的PANS计算模型对于涡旋空化现象的预测能力.研究表明:fk越小,喷嘴内流体域物理场的计算越准确;f_(k)=0.1 、 f_(ε)=1.0的PANS计算模型具有求解复杂大尺度涡的能力,可以较好地解析喷油器喷嘴内非定常涡旋空化流动;fk>0.3时,对湍流的求解不准确,湍动能与湍流耗散发展更剧烈,从而导致涡结构失真,喷嘴内涡旋空化无法被准确计算. 展开更多
关键词 喷油器喷嘴 多相流 涡旋空化 部分平均Navier-Stokes方法
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叶顶斜切结构对液环泵轴向间隙泄漏流的控制机理研究
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作者 郭广强 郭栋梁 +3 位作者 张人会 王吉生 陈学炳 蒋利杰 《工程热物理学报》 北大核心 2026年第1期143-151,共9页
液环泵内气相区域压力分布呈排气侧高压、吸气侧低压,在其压力差的作用下,气体介质在叶轮轴向叶顶间隙处产生泄漏,复杂间隙泄漏流的时空演化特性导致泵的效率和运行稳定性降低;针对此问题,提出斜切叶顶结构被动流动控制方法对泵轴向间... 液环泵内气相区域压力分布呈排气侧高压、吸气侧低压,在其压力差的作用下,气体介质在叶轮轴向叶顶间隙处产生泄漏,复杂间隙泄漏流的时空演化特性导致泵的效率和运行稳定性降低;针对此问题,提出斜切叶顶结构被动流动控制方法对泵轴向间隙泄漏流动进行控制,探究斜切叶顶对液环泵轴向间隙泄漏流的控制效果及影响机理。研究结果表明,相比原始平顶型叶顶,斜切叶顶液环泵在进口质量流量为0.03 kg/s工况下的进口真空度提升1000 Pa,效率提升0.3个百分点。斜切叶顶对间隙泄漏流的控制效果与泄漏流强度密切相关;当弱泄漏流流经斜切叶顶时在斜切腔附近无法形成诱导涡,而直接沿斜切面流动至下游流道,造成泄漏恶化;当泄漏流增强时,在斜切叶顶位置产生诱导涡结构,其与间隙泄漏流相互作用会消耗泄漏流的能量,进而抑制泄漏流向下游流道内的发展,起到正面的控制效果。研究结果可为液环泵性能优化及斜切叶顶在液环泵上的工程应用提供理论参考。 展开更多
关键词 液环泵 轴向间隙泄漏 斜切叶顶 流动控制 诱导涡
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真实海况下15 MW级浮式风力机气弹响应特性研究
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作者 陈昊 周乐 +3 位作者 李睿 于珉 王建胜 沈昕 《太阳能学报》 北大核心 2026年第1期414-423,共10页
以安装于VolturnUS-S半潜式平台的IEA-15 MW浮式风力机为对象,研究真实海况下风轮的气弹响应特性及其与浮台运动之间的相互影响,并对不同入流条件下相关特性的差异进行讨论。结果表明,真实海况下浮台的运动受波浪载荷和风轮气动载荷的... 以安装于VolturnUS-S半潜式平台的IEA-15 MW浮式风力机为对象,研究真实海况下风轮的气弹响应特性及其与浮台运动之间的相互影响,并对不同入流条件下相关特性的差异进行讨论。结果表明,真实海况下浮台的运动受波浪载荷和风轮气动载荷的联合影响,浮台的运动则会造成风轮的载荷的显著波动;在考虑叶片弹性变形的影响后,浮台的运动幅度和风力机载荷均有所下降,而湍流入流条件则会导致浮台运动、风轮载荷及叶片形变等波动幅度的增加。 展开更多
关键词 浮式风力机 气弹耦合特性 自由尾迹 几何精确梁理论 势流理论
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不同转速工况下喷水推进泵的空化流动试验研究
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作者 龙云 郑凯旋 +2 位作者 万初瑞 蔡佑林 王宗龙 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2026年第2期281-289,共9页
为了研究喷泵在不同转速下的空化流动现象和涡结构的干涉机理,本文基于喷泵闭式试验台在不同转速下的空化性能试验得到了喷泵在不同转速下的空化性能曲线,利用高速摄影技术获得了喷泵在不同转速工况在不同空化发展程度下的空化涡结构的... 为了研究喷泵在不同转速下的空化流动现象和涡结构的干涉机理,本文基于喷泵闭式试验台在不同转速下的空化性能试验得到了喷泵在不同转速下的空化性能曲线,利用高速摄影技术获得了喷泵在不同转速工况在不同空化发展程度下的空化涡结构的可视化图片。分析了各转速下喷水推进泵空化涡结构随空化发展的演变规律,讨论了转速对喷泵空化形态演变的影响。结果表明:转速的减小使喷泵空化发展的有效汽蚀余量值域范围变大,延缓了喷泵空化发展过程;转速的减小削弱了主流对涡结构的作用,改变了叶片对空化涡结构切割频率,对不同转速工况下的空化流动结构在运动位移和溃灭点的位置上形成差异。 展开更多
关键词 喷水推进泵 不同转速 高速摄影技术 空化性能试验 空化涡结构 空化演变规律 混流泵 不同空化工况 临界空化工况
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低雷诺数对跨声速离心压气机流动损失机理研究
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作者 张鑫 杜文海 +3 位作者 彭旻扬 陈珂 刘琛祺 张燕峰 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2026年第2期379-387,共9页
高空条件下的低雷诺数效应会对跨声速离心压气机的气动性能产生不利影响,因此有必要深入研究低雷诺数条件下跨声速离心压气机内部流动损失机理。本文以NASA CC3离心压气机作为研究对象,利用CFX软件研究了该压气机在不同雷诺数条件下的... 高空条件下的低雷诺数效应会对跨声速离心压气机的气动性能产生不利影响,因此有必要深入研究低雷诺数条件下跨声速离心压气机内部流动损失机理。本文以NASA CC3离心压气机作为研究对象,利用CFX软件研究了该压气机在不同雷诺数条件下的气动性能,仿真结果显示:当工作高度从0升高到20 km时,设计点压比下降了13.8%,设计点等熵效率下降了13.6%,其中叶轮和扩压器效率分别下降3.96%和9.98%;叶轮的损失主要发生在叶尖部分,主要是叶片进口吸力面在低雷诺数下的流动分离引发叶片二次流,同时二次流与叶尖泄漏涡共同作用,在叶片压力面侧形成了大量低速区,引起流动损失增加;低雷诺数条件下,叶片扩压器在10%和98%叶高位置的压力面处产生了前缘涡和叶顶涡,从而引发扩压器效率下降较多。本文的研究能为低雷诺数下跨声速离心压缩机的气动设计及数值仿真提供理论依据。 展开更多
关键词 跨声速流动 离心压气机 低雷诺数 流动损失 二次流 涡流 计算流体力学 边界层
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工况变化对高膨胀比透平流动特性的影响机制
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作者 李怡然 巫奕扬 +4 位作者 高大伟 李雪英 任静 唐宏芬 杨琳 《工程热物理学报》 北大核心 2026年第3期807-819,共13页
为研究工况参数偏离设计点对某高膨胀比透平叶栅性能的影响,采用RANS、LES数值模拟并结合叶栅实验,分析了进口温度、落压比和攻角变化下该叶栅的内部流动机制。结果表明:相比进口温度,落压比和攻角的偏离对叶栅等熵效率的影响更为显著... 为研究工况参数偏离设计点对某高膨胀比透平叶栅性能的影响,采用RANS、LES数值模拟并结合叶栅实验,分析了进口温度、落压比和攻角变化下该叶栅的内部流动机制。结果表明:相比进口温度,落压比和攻角的偏离对叶栅等熵效率的影响更为显著。当落压比降低时,边界层损失增加,同时由于横向压差加剧,通道涡二次流损失增加;而当落压比升高时,尾迹损失和冲波损失增加。正攻角未引起明显边界层分离和尾迹变化,但通过改变马蹄涡鞍点和增大横向压差,导致通道涡二次流损失增加。研究为优化透平变工况运行性能提供了理论依据。 展开更多
关键词 变工况 透平叶栅 流动特性 通道涡 二次流损失
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基于贝塞尔曲线的复杂截面柱体涡激振动特性与优化设计
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作者 朱海明 杜尊峰 《中国造船》 北大核心 2026年第1期120-131,共12页
钝体在流体中的涡激振动(VIV)现象可用于能量收集,是可再生能源的一种潜在形式。在这类应用中,设计目标不再是抑制振动,而是增强振动以最大程度地提取能量。但最优截面形状仍是一个开放的课题,现有研究中采用的横截面形状多为圆形、多... 钝体在流体中的涡激振动(VIV)现象可用于能量收集,是可再生能源的一种潜在形式。在这类应用中,设计目标不再是抑制振动,而是增强振动以最大程度地提取能量。但最优截面形状仍是一个开放的课题,现有研究中采用的横截面形状多为圆形、多边形或其简单拼合,且前缘体、后缘体形状对振动特性的影响机制尚不完全明确。为此,论文提出了一种基于3次贝塞尔样条的柱体参数化横截面建模方法,并针对不同贝塞尔曲线参数下的横截面,采用浸没边界格子玻尔兹曼方法开展了超过2000组的数值仿真,揭示其振动响应幅值变化规律,分析截面参数对VIV特性的影响原理,并最终确定能够产生最大化振动幅值的横截面形状。研究结果可为高效VIV能量俘获装置的设计提供新的思路和理论依据。 展开更多
关键词 流致振动 涡激振动 格子玻尔兹曼法 浸没边界法 贝塞尔曲线
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旋转叶栅空化流动的涡动力学特性
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作者 王燕燕 赵伟国 《排灌机械工程学报》 北大核心 2026年第3期252-260,共9页
为研究空化发生时旋转叶栅内涡动力学特性,基于DES分离涡模型结合Zwart-Gerber-Belamari空化模型进行数值仿真,并进行试验以验证数值计算方法的可靠性,进一步分析叶轮内空泡、流线、涡结构、涡量、涡量输运项、湍动能等分布规律.结果表... 为研究空化发生时旋转叶栅内涡动力学特性,基于DES分离涡模型结合Zwart-Gerber-Belamari空化模型进行数值仿真,并进行试验以验证数值计算方法的可靠性,进一步分析叶轮内空泡、流线、涡结构、涡量、涡量输运项、湍动能等分布规律.结果表明:随着空化数减小,流道内形成高速流体并扰动空泡界面,空泡与旋涡相互耦合并堵塞流道,使旋转叶栅水力性能下降;同时,空泡体积增大促进旋涡生成,而旋涡及空泡界面剧烈的气液交换又是涡量变化的关键因素;科氏力项对涡量的贡献较小,但空化数较小时,空泡尾部旋涡结构区科氏力项对涡量的贡献显著增大;随着空化数减小,叶轮内高湍动能变化区、单位质量流体湍动能损失由叶片前缘逐渐向叶片尾部移动,其中造成湍动能损失的主要原因是流体与叶片碰撞、空化发展及不稳定空化阶段空泡尾部的旋涡运动.研究结果可为降低水力机械空化流动不稳定性提供一定理论支撑. 展开更多
关键词 旋转叶栅 空化流动 涡量输运 涡动力学 湍动能
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基于涡动力学诊断的叶顶间隙尺寸对混流泵性能影响的研究
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作者 朱智强 周琳周 +3 位作者 李玉莹 杨雨峤 潘卫锋 王梦成 《江苏水利》 2026年第4期21-26,共6页
为揭示叶顶间隙尺寸影响混流泵性能的内流机理,通过更改叶顶间隙尺寸设计了4种方案(0.2 mm、0.4 mm、0.6 mm和0.8 mm),在此基础上采用计算流体力学技术对其性能进行计算,并采用涡动力学诊断技术对其内部流态进行了分析。研究结果表明:... 为揭示叶顶间隙尺寸影响混流泵性能的内流机理,通过更改叶顶间隙尺寸设计了4种方案(0.2 mm、0.4 mm、0.6 mm和0.8 mm),在此基础上采用计算流体力学技术对其性能进行计算,并采用涡动力学诊断技术对其内部流态进行了分析。研究结果表明:随着叶顶间隙尺寸的增大,混流泵性能逐渐降低,且大流量工况下,混流泵性能对叶顶间隙尺寸的变化更为敏感。涡动力学诊断显示总压流随着流动的发展,从叶轮进口至出口逐渐增加,其实质反映了叶片对流体所作的功。但随着叶顶间隙尺寸的增大,叶轮各位置处总压流及出口和进口之间总压流之差均逐渐减小。 展开更多
关键词 混流泵 叶顶间隙 涡动力学诊断 能量特性 内流
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基于主轴补气的混流式水轮机低水头高负荷工况功率低频振荡抑制策略
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作者 朱文兵 乔鹏 +5 位作者 刘昆庭 李秘 于韵宽 陈典龙 杜进念 阚阚 《水电能源科学》 北大核心 2026年第3期162-166,242,共6页
大型混流式水轮发电机组为满足电力系统一次调频需求,在低水头超预想出力工况下运行时,容易出现功率低频振荡现象,严重威胁了电力系统的安全稳定运行。对此,基于数值模拟方法,系统研究了某大型混流式水轮机低水头高负荷工况功率低频振... 大型混流式水轮发电机组为满足电力系统一次调频需求,在低水头超预想出力工况下运行时,容易出现功率低频振荡现象,严重威胁了电力系统的安全稳定运行。对此,基于数值模拟方法,系统研究了某大型混流式水轮机低水头高负荷工况功率低频振荡原因与主轴补气对机组功率低频振荡的抑制成效。在高负荷工况下,转轮压力面形成脱流涡,脱流涡的周期性演变诱发了转轮叶片表面水压力的周期性波动,从而引起输出功率发生频率为4.93 Hz的周期性振荡。通过主轴补气可以调控转轮的局部流动,削弱了脱流涡强度,降低转轮叶片表面的低频压力脉动,从而实现对功率低频振荡不稳定性的控制。特别指出主轴补气还能够显著降低机组一次调频时水轮机尾水管内水力损失,在导叶开度不变的条件下增加水轮机的输出功率,使得水轮机能够较易发出目标功率,这是补气能抑制机组功率低频振荡的另一方面原因。研究结果可为工程实践提供参考。 展开更多
关键词 混流式水轮机 功率低频振荡 压力脉动 脱流涡 水力损失
原文传递
不同流场下螺旋列板涡激振动抑制效果研究进展
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作者 侯静 牛智搏 +3 位作者 冯现洪 付世晓 化怡龙 宋斌 《船海工程》 北大核心 2026年第1期1-13,共13页
螺旋列板涡激振动抑制装置在海洋工程中得到广泛应用,其极佳的抑制效果在均匀流场下已得到充分验证。基于国内外已发表模型试验结果,系统总结螺旋列板在均匀流、剪切流、振荡流和内波流4种典型流场下的涡激振动抑制效果,重点分析鳍高、... 螺旋列板涡激振动抑制装置在海洋工程中得到广泛应用,其极佳的抑制效果在均匀流场下已得到充分验证。基于国内外已发表模型试验结果,系统总结螺旋列板在均匀流、剪切流、振荡流和内波流4种典型流场下的涡激振动抑制效果,重点分析鳍高、鳍距及覆盖率对其抑制性能的影响,分析结果表明,螺旋列板的设计参数需根据具体的流场条件进行选取,进而给出不同流场下螺旋列板设计参数选取建议,为螺旋列板在实际工程中的应用提供参考。 展开更多
关键词 螺旋列板 涡激振动 设计参数 海洋立管 不同流场
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