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二甲醚/空气湍流分层燃烧的直接数值模拟与机理研究
1
作者 谭莉 亢银虎 卢啸风 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期196-204,共9页
针对内燃机条件下分层燃烧的情况,采用直接数值模拟方法,研究了温度分层对二甲醚(dimethyl ether,DME)/空气预混气湍流分层燃烧过程的影响机制.结果表明:与零维反应器内的均质自着火过程相比,湍流分层燃烧延长了整体燃烧过程的持续时间... 针对内燃机条件下分层燃烧的情况,采用直接数值模拟方法,研究了温度分层对二甲醚(dimethyl ether,DME)/空气预混气湍流分层燃烧过程的影响机制.结果表明:与零维反应器内的均质自着火过程相比,湍流分层燃烧延长了整体燃烧过程的持续时间,平均释热率峰值明显降低;输运预算分析揭示了着火锋面的传播存在自燃波与爆燃波两种着火模式,随着温度分层程度的增大,爆燃模式逐渐增强,进而导致高温着火提前;化学爆炸模式分析明晰了燃料着火的演变过程,并且利用相关准则数准确揭示了控制低温与高温着火过程的关键变量与基元反应.研究结果对于DME均质压燃式内燃机的设计以及燃烧过程调控具有借鉴意义. 展开更多
关键词 二甲醚 自着火 湍流分层燃烧 直接数值模拟 化学爆炸模式分析
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基于直接数值模拟的压力容器入口射流湍流模型评价
2
作者 孙宇蒙 李捷 +3 位作者 魏宗岚 艾哲伦 苗恒 邓坚 《中山大学学报（自然科学版）（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期88-96,共9页
采用基于谱元法的开源软件Nek5000对压力容器入口射流进行直接数值模拟(DNS)。压力容器模拟在环向简化为1/3的尺度,主管段雷诺数为63700,下降段雷诺数为14014,工质为碘化钠溶液。通过对常见物理量进行统计,构建高精度湍流数据库。并采用... 采用基于谱元法的开源软件Nek5000对压力容器入口射流进行直接数值模拟(DNS)。压力容器模拟在环向简化为1/3的尺度,主管段雷诺数为63700,下降段雷诺数为14014,工质为碘化钠溶液。通过对常见物理量进行统计,构建高精度湍流数据库。并采用FLUENT对常见的壁面函数和湍流模型进行适应性评价,评价标准包括速度、湍动能和湍流黏度。结果表明:在上升段Stress-ω模型适用性最好;在下降段,Standard k-ω模型适用性最优。 展开更多
关键词 压力容器 射流 直接数值模拟 湍流模型 壁面函数 评价
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压缩拐角强激波边界层干扰直接数值模拟研究 被引量：2
3
作者 郭同彪 张吉 李新亮 《空天防御》 2024年第2期29-35,共7页
激波/湍流边界层干扰是高超声速飞行中常见的流动现象,平板-压缩拐角存在于飞行器进气道、翼舵等,是研究激波/湍流边界层干扰的标准构型。采用直接数值模拟方法研究了马赫数6.0、40°压缩拐角的高超声速强激波/湍流边界层干扰问题... 激波/湍流边界层干扰是高超声速飞行中常见的流动现象,平板-压缩拐角存在于飞行器进气道、翼舵等,是研究激波/湍流边界层干扰的标准构型。采用直接数值模拟方法研究了马赫数6.0、40°压缩拐角的高超声速强激波/湍流边界层干扰问题。在上游湍流边界层内,近壁流动以高低速条带结构为主;当流动进入干扰区后,流向条带消失,同时形成具有三维特征的流动结构。在强激波作用下,分离长度超过10个边界层厚度。流动再附后,壁面摩阻、压力及其脉动峰值分别达到上游湍流边界层的8.9、36和124倍。干扰区内湍动能强度显著增加,其峰值是边界层峰值的6.4倍。研究发现激波运动、分离剪切层是湍动能强度增加的主要原因。 展开更多
关键词 激波/湍流边界层干扰 直接数值模拟 流动结构 流动分离 湍动能
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NH_(3)/Air混合层自点火直接数值模拟研究
4
作者 杨文豪 罗开红 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期447-456,共10页
采用直接数值模拟方法研究非预混状态的NH_(3)/Air混合层在层流和湍流条件下的自点火、火焰传播和生成NO过程.添加氢气、压力增加和湍流混合都会加快氨气的自点火过程.NH_(2)、HNO和OH 3个自由基可以分别表征点火的诱导和热释放阶段.层... 采用直接数值模拟方法研究非预混状态的NH_(3)/Air混合层在层流和湍流条件下的自点火、火焰传播和生成NO过程.添加氢气、压力增加和湍流混合都会加快氨气的自点火过程.NH_(2)、HNO和OH 3个自由基可以分别表征点火的诱导和热释放阶段.层流和湍流条件下,释热率都会在火焰传播末期产生两个峰值,即分层现象:小峰值区主要与OH的基元反应有关,大峰值区主要与NH_(2)和HNO的基元反应有关.添加氢气和湍流都会提高NO的生成量.最大NO数值曲线随时间会先增大后减小,两个阶段由NO的反应项和扩散项分别主导. 展开更多
关键词 氨气混合层 自点火 一氧化氮生成 直接数值模拟
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基于直接数值模拟的涡环碰撞过程涡结构分析
5
作者 黄泊桦 蒋子超 +4 位作者 王卓霖 罗炫 张仪 姚清河 杨耿超 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2004-2014,共11页
涡环间的碰撞涉及复杂的多层级涡结构拓扑关系和涡量转移机理.深入研究该模型,有助于揭示涡结构之间相互作用过程所包含的机理.区别于现有研究一般专注于涡环小尺度次级结构的瞬态演化,本研究使用基于一种改进的SIMPLE算法的直接数值模... 涡环间的碰撞涉及复杂的多层级涡结构拓扑关系和涡量转移机理.深入研究该模型,有助于揭示涡结构之间相互作用过程所包含的机理.区别于现有研究一般专注于涡环小尺度次级结构的瞬态演化,本研究使用基于一种改进的SIMPLE算法的直接数值模拟,结合整体动态演变与其涡结构细节对涡环碰撞模型进行分析.基于高分辨率网格,分析了在不同雷诺数下涡环碰撞后由涡重联分裂出的次级涡结构.研究表明,涡环碰撞过程伴随着复杂的涡结构拓扑变化,如高涡量区域的偏转及涡丝间的此消彼长.在碰撞时,环本身的不稳定性导致了局部接触后分裂出沿方位角规律分布的次级涡环.而次级结构本身随流场雷诺数的增加呈现出从无到有、从近似圆环状到湍流态的转变.最后,对多雷诺数下的涡拟能曲线进行横向比较以反映碰撞对流场的整体涡流强度影响.结果表明,雷诺数的提高对涡拟能的调控整体表现为初始时刻耗散速率降低;因碰撞而抬升的峰值提高;峰值对应的时间点先延后再前移.本研究基于直接数值模拟展示了涡结构演化的偏转、重联、湍流化等特征,揭示了雷诺数对涡环碰撞的部分调控机制,对复杂流动的涡系演化机理研究有启示作用. 展开更多
关键词 涡环碰撞 涡重联 不稳定性 涡拟能 直接数值模拟
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喷动流化床颗粒混合特性的三维直接数值模拟 被引量：25
6
作者 张勇 金保升 +2 位作者 钟文琪 黄亚继 肖睿 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期33-38,共6页
采用离散元方法,对喷动流化床内的颗粒混合特性进行了三维直接数值模拟。气相场采用欧拉方法,固相场采用拉格朗日方法;对每一个颗粒考虑了碰撞力、携带力和重力;颗粒碰撞采用软球模型。模拟喷动流化床上下两层颗粒的运动和混合过程,揭... 采用离散元方法,对喷动流化床内的颗粒混合特性进行了三维直接数值模拟。气相场采用欧拉方法,固相场采用拉格朗日方法;对每一个颗粒考虑了碰撞力、携带力和重力;颗粒碰撞采用软球模型。模拟喷动流化床上下两层颗粒的运动和混合过程,揭示颗粒的混合机制,同时提出表征颗粒混合质量的重要特征参数,并考察了喷动气速和流化气速对颗粒混合的影响。结果表明:由喷动气射流带动而形成的颗粒内循环是颗粒混合的机制;增加喷动气速度和流化气速度均有助于颗粒混合,使颗粒达到完全混合的时间减少且混合更均匀。 展开更多
关键词 颗粒混合 喷动流化床 离散单元法 直接数值模拟
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多孔介质流动的直接数值模拟 被引量：24
7
作者 邓彩华 童亮 +2 位作者 陈壁峰 肖金生 皮埃尔.贝纳德 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2011年第6期1257-1260,共4页
基于计算流体动力学软件Fluent建立了一个二维DNS模型,研究了多孔介质中的流动阻力和压降.模拟时对填充的圆柱粒子采用了2种几何排列方式,即直排和叉排.DNS直排模型的压差为53.5Pa,接近于采用原始系数A=150,B=1.75的尔格方程计算结果55.... 基于计算流体动力学软件Fluent建立了一个二维DNS模型,研究了多孔介质中的流动阻力和压降.模拟时对填充的圆柱粒子采用了2种几何排列方式,即直排和叉排.DNS直排模型的压差为53.5Pa,接近于采用原始系数A=150,B=1.75的尔格方程计算结果55.6Pa.叉排模型的压差为65.1Pa,接近于采用修正系数A=180,B=1.80的尔格方程计算结果62.1Pa.对于真实多孔介质材料的模拟来说,圆柱形粒子叉排比直排更为准确.因此DNS结果确认了修正系数组(A=180,B=1.80)比原始系数组(A=150,B=1.75)更适合尔格方程模型.应用文中推荐的DNS方法,通过采用不同的粒子几何排列方式、填充不同形状的粒子可以进一步地预测尔格方程系数或改善其他的多孔介质模型. 展开更多
关键词 多孔介质 流体流动 阻力系数 直接数值模拟 DNS
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绕流中颗粒与柱体碰撞和磨损的直接数值模拟 被引量：15
8
作者 闫洁 李文春 +1 位作者 樊建人 岑可法 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期589-593,共5页
为了研究圆柱近壁区颗粒与柱体的碰撞和磨损问题,采用高精度有限差分的方法对圆柱绕流进行了直接数值模拟.在获得高精度计算流场信息的基础上,采用Lagrangian方法追踪了颗粒在圆柱近壁区的运动.利用非弹性碰撞模型的壁面磨损量经验公式... 为了研究圆柱近壁区颗粒与柱体的碰撞和磨损问题,采用高精度有限差分的方法对圆柱绕流进行了直接数值模拟.在获得高精度计算流场信息的基础上,采用Lagrangian方法追踪了颗粒在圆柱近壁区的运动.利用非弹性碰撞模型的壁面磨损量经验公式,进行了壁面磨损量的计算,详尽考察了不同粒径的颗粒与壁面的碰撞磨损情况.研究发现,随着颗粒粒径的增大,颗粒与壁面的碰撞频率变高;局部碰撞频率的曲线较为特殊,粒径较大颗粒的碰撞多发生在与来流方向平行的中心轴线处,而小粒径颗粒的碰撞则要外移一定的位置.还发现颗粒对壁面的磨损率也是随粒径的增大而增大.颗粒的冲击角对壁面的磨损同样起着至关重要的影响,对于塑性材料,冲击角为20°-30°时,壁面的磨损率最大. 展开更多
关键词 直接数值模拟 圆柱绕流 碰撞 磨损
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气固两相圆柱绕流的直接数值模拟 被引量：15
9
作者 樊建人 胡桂林 +1 位作者 姚军 岑可法 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期433-436,共4页
本文运用谱元方法对气固两相圆柱绕流进行了直接数值模拟。在获得高精度计算流场信息基础上,进行颗粒扩散运动的研究。通过研究颗粒大小对颗粒扩散运动的影响来刻画气固两相圆柱绕流的物理特征。研究时发现,由于圆柱尾流独特的涡结构特... 本文运用谱元方法对气固两相圆柱绕流进行了直接数值模拟。在获得高精度计算流场信息基础上,进行颗粒扩散运动的研究。通过研究颗粒大小对颗粒扩散运动的影响来刻画气固两相圆柱绕流的物理特征。研究时发现,由于圆柱尾流独特的涡结构特征,颗粒在流场中心轴线附近区域的扩散机理主要是决定于吸力作用,该作用会驱使小颗粒卷吸进入圆柱尾部近壁区,甚至与圆柱后壁发生碰撞,这种扩散机理与混合层中颗粒扩散机理明显不同。 展开更多
关键词 谱元方法 直接数值模拟 气固两相 圆柱绕流 扩散
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气固两相圆柱绕流转捩两种模式的三维直接数值模拟 被引量：11
10
作者 嵇峰 樊建人 +1 位作者 任安禄 岑可法 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第23期55-60,共6页
该文对随空间发展模式的三维气固两相圆柱绕流中颗粒与流体的单相耦合作用进行了直接数值模拟。气相流场采用高精度紧致差分方法的数值方法对N-S方程组进行直接求解,计算颗粒场时,选取Stokes数等于0．01、1、10的颗粒,采用Lagarangian... 该文对随空间发展模式的三维气固两相圆柱绕流中颗粒与流体的单相耦合作用进行了直接数值模拟。气相流场采用高精度紧致差分方法的数值方法对N-S方程组进行直接求解,计算颗粒场时,选取Stokes数等于0．01、1、10的颗粒,采用Lagarangian方法跟踪其运动。颗粒与壁面采用了弹性碰撞的方法来模拟。重点考察了颗粒相受两种模式下拟序结构的作用,分析了不同Stokes数的颗粒扩散受其相应流场特性的影响。数值结果表明,颗粒扩散受两种模式的影响很大。在相同的Stokes数下,B模式下的颗粒场纵向和横向扩散要高于受A模式影响的颗粒场；而在相同雷诺数下,Stokes数越大,横向扩散越小,纵向扩散越大。 展开更多
关键词 热能动力工程 直接数值模拟 颗粒扩散 转捩 拟序结构 尾迹流
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气固两相流动大规模并行直接数值模拟算法研究进展与展望 被引量：10
11
作者 李德波 樊建人 +1 位作者 罗坤 岑可法 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第23期107-117,2,共11页
对欧拉–拉格朗日下气固两相流动并行直接数值模拟算法的最新研究成果进行了系统的总结。主要涉及到气固两相流大规模并行直接数值模拟空间导数离散格式的选取,流体相和颗粒相并行区域划分的策略,颗粒相并行数据传递的逻辑控制方法,颗... 对欧拉–拉格朗日下气固两相流动并行直接数值模拟算法的最新研究成果进行了系统的总结。主要涉及到气固两相流大规模并行直接数值模拟空间导数离散格式的选取,流体相和颗粒相并行区域划分的策略,颗粒相并行数据传递的逻辑控制方法,颗粒相碰撞并行的实现方法,三维计算区域二个方向分解并行计算的若干关键问题,以及并行加速比和并行效率的计算结果。指明了解决欧拉–拉格朗日下气固两相流动并行直接数值模拟算法若干关键问题,以及今后需要解决的若干关键问题。 展开更多
关键词 欧拉-拉格朗日 气固两相流 直接数值模拟 颗粒碰撞算法 大规模并行计算
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多相流动的直接数值模拟进展 被引量：11
12
作者 仇轶 由长福 +1 位作者 祁海鹰 徐旭常 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期507-517,共11页
多相流动的直接数值模拟的讨论就是把流场中颗粒周围计算网格缩小到颗粒尺寸以下进行流动的计算,颗粒的受力不是通过模型计算,而是通过积分表面的黏性力与压力获得.直接模拟方法的出现标志着人们对多相流动的认识从宏观扩展到微观层次.... 多相流动的直接数值模拟的讨论就是把流场中颗粒周围计算网格缩小到颗粒尺寸以下进行流动的计算,颗粒的受力不是通过模型计算,而是通过积分表面的黏性力与压力获得.直接模拟方法的出现标志着人们对多相流动的认识从宏观扩展到微观层次.主要介绍了几种先进的直接模拟的方法:基于体适应的非结构化移动网格方法;基于固定网格方法;其它方法. 展开更多
关键词 多相流动 直接数值模拟 界面跟踪法 流体体积 虚拟区域法 拉格朗日-欧拉法 水平集法 格子波尔茨曼法
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多孔介质方腔自然对流的直接数值模拟 被引量：15
13
作者 陈凯 余钊圣 邵雪明 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期549-554,共6页
为了研究多孔介质方腔的自然对流传热,通过在方腔内布置固体颗粒的方式来模拟多孔介质结构,并采用虚拟区域方法求解多孔介质中的流场和温度场,分析了固体颗粒的数目、布置方式和形状对传热效率的影响.在高Rayleigh数下,多孔介质方腔自... 为了研究多孔介质方腔的自然对流传热,通过在方腔内布置固体颗粒的方式来模拟多孔介质结构,并采用虚拟区域方法求解多孔介质中的流场和温度场,分析了固体颗粒的数目、布置方式和形状对传热效率的影响.在高Rayleigh数下,多孔介质方腔自然对流的传热主要是通过壁面附近热对流产生的环流.通过直接数值模拟研究发现:当保持Rayleigh数和固体体积分数不变时,随着模拟多孔介质的颗粒数目的增加,壁面平均Nusselt数随之减小,即传热效率降低,进一步的流场分析表明规则排列时最外排颗粒到壁面距离对于传热效率有重要的影响;当固体颗粒数目和体积分数相同时,颗粒随机布置在高Rayleigh数时比颗粒规则布置有更高的传热效率,而颗粒形状对于传热效率的影响则不大. 展开更多
关键词 虚拟区域法 直接数值模拟 方腔 自然对流 多孔介质
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液雾燃烧的全尺度直接数值模拟 被引量：6
14
作者 邵长孝 柴敏 +2 位作者 王海鸥 罗坤 樊建人 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期379-383,共5页
针对雾化燃烧的模拟精度受雾化模型影响较大的问题,发展了一种适用于液雾燃烧的全尺度直接数值模拟方法,不需要采用雾化模型,而是直接求解雾化、蒸发和燃烧过程,其模拟的可靠性在Stefan问题和液滴燃烧两个算例中得到了检验验证.结果表明... 针对雾化燃烧的模拟精度受雾化模型影响较大的问题,发展了一种适用于液雾燃烧的全尺度直接数值模拟方法,不需要采用雾化模型,而是直接求解雾化、蒸发和燃烧过程,其模拟的可靠性在Stefan问题和液滴燃烧两个算例中得到了检验验证.结果表明:模拟结果与理论值和实验值吻合.该方法为下一步液雾湍流燃烧的高精度全尺度直接数值模拟研究提供了数值基础. 展开更多
关键词 直接数值模拟 全尺度 雾化 蒸发 燃烧
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竖直通道内相邻气泡对上升的直接数值模拟 被引量：9
15
作者 李彦鹏 张乾隆 白博峰 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期375-379,共5页
采用Level Set方法和耦合表面张力模型的Navier-Stokes方程,结合ALE数值算法,直接模拟了竖直通道内两个相邻气泡的上升。重点研究不同空间布置的8mm气泡对后面的尾迹流及其相互作用。数值模拟准确再现气泡对的变形、吸引及排斥行为,气... 采用Level Set方法和耦合表面张力模型的Navier-Stokes方程,结合ALE数值算法,直接模拟了竖直通道内两个相邻气泡的上升。重点研究不同空间布置的8mm气泡对后面的尾迹流及其相互作用。数值模拟准确再现气泡对的变形、吸引及排斥行为,气泡上升速度计算结果与经验式吻合。模拟结果表明,两个气泡后面的尾迹流及其相互作用决定了上升气泡对的行为。并排上升的气泡对,由于尾流区被一个射流流动分隔,气泡对没有聚并;然而当垂直上升气泡对中的尾随气泡有超过50%的投影面积进入到前头气泡的尾流区,聚并现象发生。 展开更多
关键词 气泡对 尾迹流 LEVEL SET方法 直接数值模拟
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气固两相三维圆柱绕流的直接数值模拟 被引量：8
16
作者 李文春 金晗辉 +2 位作者 任安禄 樊建人 岑可法 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期808-810,共3页
本文采用直接数值模拟(DNS)方法研究了气周两相三维圆柱绕流的涡量场和颗粒扩散,并着重讨论了圆柱绕流中卡门涡街的形成和涡结构的转捩过程。同时分析了圆柱绕流中不同Stokes数的颗粒在涡结构作用下的横向扩散。结果显示Stokes数为1的... 本文采用直接数值模拟(DNS)方法研究了气周两相三维圆柱绕流的涡量场和颗粒扩散,并着重讨论了圆柱绕流中卡门涡街的形成和涡结构的转捩过程。同时分析了圆柱绕流中不同Stokes数的颗粒在涡结构作用下的横向扩散。结果显示Stokes数为1的颗粒主要分布在流场大尺度涡结构的外边界,而Stokes数为0．01的颗粒在涡结构的作用下,在流场中充分混合。 展开更多
关键词 直接数值模拟 气固两相圆柱绕流 颗粒扩散
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采用多元颗粒模型对圆柱形颗粒在移动床中流动的离散单元法直接数值模拟 被引量：11
17
作者 陶贺 钟文琪 金保昇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第17期13-19,137,共7页
为了研究活性焦颗粒在移动床内的流动特性,通过离散单元法直接数值模拟方法对活性焦即圆柱形颗粒在移动床内的流动进行了数值模拟。采用多元颗粒模型来描述圆柱形颗粒,即圆柱形颗粒通过几个叠加在一起的球元构成。建立了圆柱形颗粒的碰... 为了研究活性焦颗粒在移动床内的流动特性,通过离散单元法直接数值模拟方法对活性焦即圆柱形颗粒在移动床内的流动进行了数值模拟。采用多元颗粒模型来描述圆柱形颗粒,即圆柱形颗粒通过几个叠加在一起的球元构成。建立了圆柱形颗粒的碰撞机制,分析了圆柱形颗粒在流动时的受力情况,并通过实验验证多元颗粒模型的可靠性。从宏观和微观2个方面,比较圆柱形颗粒2种构建方式(2球元和3球元)下的模拟结果。结果表明:2球元和3球元构建的圆柱形颗粒在动能、转动动能、变形量、碰撞力、碰撞次数等微观方面的差别较大。且通过比较颗粒位置图和下料率可以看出,3球元圆柱形颗粒的模拟结果与实际结果更加相符,因此,选择3球元作为圆柱形颗粒的构建方式。 展开更多
关键词 圆柱形颗粒 多元颗粒模型 构建方法 移动床 离散单元法直接数值模拟
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高雷诺数气固湍流射流的直接数值模拟 被引量：8
18
作者 罗坤 刘小云 +1 位作者 樊建人 岑可法 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期431-434,共4页
本文对流动雷诺数 Re=5990的空间发展的气固两相湍流射流进行了直接数值模拟。其中对流场的求解采用具有四阶精度的紧致差分格式,对颗粒场的跟踪采用拉格朗日方法。结果表明,湍流拟序结构逐渐由对称模式发展到非对称模式;较小 Stokes ... 本文对流动雷诺数 Re=5990的空间发展的气固两相湍流射流进行了直接数值模拟。其中对流场的求解采用具有四阶精度的紧致差分格式,对颗粒场的跟踪采用拉格朗日方法。结果表明,湍流拟序结构逐渐由对称模式发展到非对称模式;较小 Stokes 数的颗粒在流场中均匀分布,较大 Stokes 数的颗粒沿横向没有明显的扩散,而 Stokes 数为 1的量级的颗粒则大量聚集在大涡结构的外围。 展开更多
关键词 直接数值模拟 拟序结构 颗粒扩散
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中等雷诺数方柱绕流的直接数值模拟及涡系分析 被引量：6
19
作者 王建春 吴乘胜 +1 位作者 王星 徐金秀 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期893-905,共13页
作为一种典型的钝体绕流,方柱绕流具有物体几何外形简单而流场结构非常复杂的特性,常规的基于RANS的数值计算方法难以准确模拟。DNS不使用任何湍流模型,直接求解完整的非定常流动控制方程组,模拟包括脉动在内的湍流所有非定常流动量的... 作为一种典型的钝体绕流,方柱绕流具有物体几何外形简单而流场结构非常复杂的特性,常规的基于RANS的数值计算方法难以准确模拟。DNS不使用任何湍流模型,直接求解完整的非定常流动控制方程组,模拟包括脉动在内的湍流所有非定常流动量的时空演变过程,是湍流数值模拟中最精确的方法,在复杂流动数值模拟方面的应用潜力巨大。本文自主设计和编制并行数值模拟程序,使用基于"神威·太湖之光"国产CPU架构的大规模并行计算,开展了中等雷诺数(Re=10 000)方柱绕流的直接数值模拟。其中:不可压N-S方程组采用基于交错网格的有限体积法离散;压力-速度耦合采用SIMPLE算法处理;离散得到的代数方程组采用Gauss-Seidel迭代求解;时间步进采用Euler隐式格式,对流项采用QUICK格式,耗散项采用中心差分格式;数值模拟程序的并行化使用MPI方法处理。文中重点分析了方柱绕流的复杂涡系结构,同时给出了部分湍流统计结果,并通过与RANS和LES模拟结果的对比分析,展现了DNS在复杂精细流场模拟方面的优势。 展开更多
关键词 直接数值模拟 方柱绕流 涡系结构 MPI并行 国产CPU架构
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薄膜沿均匀加热平板下落的直接数值模拟 被引量：6
20
作者 胡军 胡国辉 +1 位作者 孙德军 尹协远 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期415-420,共6页
　采用拉格朗日有限元法(FEM),对均匀加热下落薄膜进行了直接数值模拟.在线性阶段,由数值结果得到的空间增长率与线性稳定性理论的结果是一致的.在非线性阶段,对于4种不同的小扰动频率,薄膜流动最终分别发展为饱和周期波、准周期波、多... 　采用拉格朗日有限元法(FEM),对均匀加热下落薄膜进行了直接数值模拟.在线性阶段,由数值结果得到的空间增长率与线性稳定性理论的结果是一致的.在非线性阶段,对于4种不同的小扰动频率,薄膜流动最终分别发展为饱和周期波、准周期波、多峰波状结构以及弧立波(solitaryhump).表明该数值模拟方法有着相当高的精度. 展开更多
关键词 直接数值模拟 拉格朗日 均匀加热 薄膜 线性稳定性 周期 动频 流动 数值模拟方法 平板
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