窦华书
,
肖美娜
工程热物理学报
流动稳定性及湍流转捩是流体力学和流体机械学科的重要研究课题.本文运用能量梯度理论,对180°矩形截面弯管内的流动不稳定特性进行了研究.基本流动为层流,利用三维数值模拟的方法,得出了不同Re下的能量梯度函数K的分布.通过与相同几何和流动条件下的实验结果比较,发现K值最大的位置最先发生流动失稳,进而形成涡流.随Re的增加,流动逐渐转捩为湍流.计算所得到的能量梯度函数K的分布特性与实验得到的流动失稳区域基本一致.
关键词:
弯曲管道
,
失稳
,
能量梯度
,
数值模拟
张滨炜
,
窦华书
,
魏义坤
,
陈永宁
,
何海江
,
叶信学
工程热物理学报
本文利用定常的三维Navier-Stokes方程和RNGk-ε湍流模型,对双吸式离心通风机的内部三维流动进行了数值模拟,并应用能量理论处理不同工况下的全流场流动参数,获得了能量梯度函数K的分布,并且对不同流道内压力面和吸力面上的静压分布进行了分析.研究表明,双吸式离心通风机叶轮出口区域是容易激发流动不稳定的关键位置;在叶道子午面上,沿轴向越接近轮盖处,流动越容易出现不稳定;同一工况下沿叶轮旋转方向接近挡流板的流道内的流动相较于其它流道内流动更容易出现失稳.
关键词:
离心通风机
,
不稳定性
,
能量梯度
,
数值模拟
窦华书
,
牛琳
,
曹树良
工程热物理学报
利用能量梯度理论研究了90°方形截面弯管内部层流流动的稳定性.研究发现当雷诺数大于338时,随着流体流向弯曲段,能量梯度函数K值逐渐增大,流动发生失稳,截面上形成一对二次涡.在弯曲段出口处,总压在截面上的分布发生严重扭曲,使得此处的K值有最大值,引起流动再次失稳,导致了截面上2个二次涡向4个二次涡的转变.随后,K值保持较高水平,导致了4个二次涡到8个二次涡的转变.而在雷诺数低于338时,由于K值较小,横截面上只有1对二次涡,没有发生二次涡的分裂.
关键词:
方形弯管
,
稳定性
,
能量梯度
,
二次流
