琚亚平
,
张楚华
工程热物理学报
建立表征离心压气机叶轮积垢分布的粗糙度模型,在叶片表面生成三维、非均匀分布的粗糙带,数值研究干净和积垢状态下叶轮的气动性能和内部流场,并通过敏感性分析,找到对叶轮气动性能影响最大的积垢区域.结果表明:积垢叶轮的多变效率和总压比较干净叶轮均有显著下降;随着流量增大,性能衰减愈发明显;离心压气机叶片前缘靠近叶顶部位为气动性能对积垢的最敏感区域.研究工作为离心压气机的鲁棒设计优化奠定了理论基础.
关键词:
离心叶轮
,
积垢
,
粗糙度
,
气动性能
,
敏感性分析
孔轶华
,
张楚华
,
席光
,
王超
工程热物理学报
给出了一种耗散粒子动力学方法模拟流体流动的理论及数值模型,包括控制方程组、边界条件、数值计算方法.使用耗散粒子动力学方法编程计算了颗粒在重力作用下的沉降运动,观察到颗粒的质量和所受重力对颗粒运动轨迹的影响,且颗粒质量越小,所受重力越小,颗粒运动所表现出的随机性越强烈.从而验证了所采用的数学模型、计算方法在流动数值模拟中的可行性及潜在优势.
关键词:
介观模型
,
耗散粒子动力学
,
颗粒沉降
琚亚平
,
张楚华
工程热物理学报
建立人工神经网络、径向基函数网络和支持向量回归机三种近似模型,结合蒙特卡洛方法与表征粗糙度参数随机特性的概率模型对风力机翼型气动性能进行不确定性分析。结果表明,支持向量回归机具有最佳预测精度。对于风力机翼型FX 63-137,最大升力系数对吸力面前缘粗糙度的敏感性明显高于压力面;对于吸力面或压力面,前缘粗糙带厚度对最大升力系数的影响稍大于其覆盖长度的影响。研究工作为风力机翼型的鲁棒性设计优化奠定了理论基础。
关键词:
近似模型
,
粗糙度
,
风力机翼型
,
气动性能
,
蒙特卡洛方法
刘帆
,
张楚华
,
王宝潼
,
席光
工程热物理学报
使用实际气体模型对R134a在半开式离心压缩机叶轮内部三维湍流进行了数值计算,比较了比容比相等情况下实际及理想气体模型对压缩过程的差异.研究表明二者设计流量系数基本相等,但实际气体的多变效率低于相应的理想气体计算值;数值计算能够较好地预测实际气体的流动结构和性能参数的变化规律,对实际气体制冷压缩机气动热力设计具有理论及工程意义.
关键词:
实际气体
,
R134a
,
离心压缩机
,
状态方程
,
比容比
赵磊
,
张楚华
,
刘波
工程热物理学报
基于分块非结构化网格上的SIMPLE算法、区域分解算法及MPI并行编程方法，给出了一种并行计算流体力学实旖方案。提出了“串行粗粒度，并行细粒度”的区域分解及网格划分方法；依据内边界网格界面上的通量守恒原则，推导出了子区域间内界面上的变量传递关系式。在魔方计算机上使用500处理器核完成了两类流动问题计算。研究表明，并行计算结果、串行计算结果与基准解吻合很好，通信时间、cache命中率对并行加速比有显著影响。
关键词:
并行计算流体力学
,
SIMPLE算法
,
区域分解算法
,
加速比
,
MPI
安红妍
,
张楚华
,
王宁宁
工程热物理学报
具有介观特性的格子Boltzmann方法能够准确方便地捕捉相界面细节,在两相流动领域具有广泛的应用前景.本文在简要介绍格子Boltzmann方法的基础上,利用格子Boltzmann方法的颜色模型对四类经典两相流动问题进行了模拟:界面张力的Laplace定律验证、单液滴松弛过程、两个液滴融合过程、水平通道内不混溶液液两相流动.结果表明:液滴界面张力符合Laplace定律;黏性越大,液滴松弛过程越稳定;界面张力越大,液滴融合速度越快;格子Boltzmann方法能够有效描述液液两相流动的界面信息.研究工作为应用格子Boltzmann方法分析两相流动问题奠定了理论基础.
关键词:
格子Boltzmann模型
,
颜色模型
,
液液两相流动
,
界面张力
,
液滴
袁丹妮
,
张楚华
,
刘思
工程热物理学报
利用损失模型及计算流体力学方法对低比转速R32离心和旋涡泵性能预测进行研究，结果表明：损失模型与计算流体力学方法预测出的性能曲线吻合较好；低比转速离心泵中轮阻损失占总流动损失的80％以上，对泵性能有重要影响；旋涡泵的纵向旋涡强度随流量增大而减弱；离心泵比旋涡泵具有较宽的运行范围，在小流量情况下旋涡泵比离心泵具有较高的效率和扬程。研究工作对丰富低比转速泵流动理论与设计方法具有参考价值。
关键词:
低比转速
,
离心泵
,
旋涡泵
,
损失模型
,
性能预测
张楚华
,
谷传纲
,
苗永淼
工程热物理学报
利用非结构化网格上的有限体积法对三维湍流进行了数值研究，提出了不用求解单元顶点处变量值的二阶混合差分格式，既避免了复杂耗时的单元顶点处变量值的计算，又避免了普通差分格式在非结构化网格上易于引起网格界面方向相关性问题。最后利用非结构化网格计算程序，数值求解了一台离心风机内叶轮及无叶扩压器通道内三维相对定常湍流，计算结果与实验值的比较表明速度的计算值与实验值吻合较好。
关键词:
非结构化网格
,
离心叶轮
,
湍流流动
,
数值模拟
