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微尺度内流流场数值模拟方法及实验 总被引：3，自引：0，他引：3
以Micro-PIV实验测量的微尺度流场为基础,利用Fluent数值计算软件设计最佳微尺度流动数值模拟方案.针对微尺度特性,采用设定壁面粗糙度和多孔介质模拟粗糙元的微尺度效应处理方法,利用Fluent软件提供的realizable k-ε模型和标准k-ω模型,分别在Reynolds数为100和300情况下对边长600μm的矩形断面的微通道内流场水流流动进行数值模拟,通过各种数值模拟方案下计算出的速度场与Micro-PIV实验结果的对比,得出以多孔介质模拟壁面粗糙元、配合realizable k-ε模型进行数值计算的方案是微尺度流场CFD的最佳方案. 相似文献
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多孔介质壁面条件下微尺度流动的数值模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
利用多孔介质模拟微通道壁面粗糙元,建立了一种新的微尺度化流场的数值模拟方法.多孔介质模型厚度由微通道壁面相对粗糙度折算,多孔介质的阻力系数由该区域内的流态及阻力计算;配合采用k-ε和k-ω多种形式的湍流模型,对边长为600μm的方形断面微通道流场在雷诺数分别为100和300的情况下进行了数值模拟计算.通过模拟结果与Micro-PIV测量数据的对比分析发现,采用realizablek-ε湍流模型,搭配多孔介质微尺度化模型进行数值计算,能够有效地模拟微尺度流场的流动状况,而标准k-ε湍流模型和RNGk-ε湍流模型的微尺度模拟计算结果虽接近试验测量值,但仍有偏差;标准k-ω湍流模型和SSTk-ω湍流模型的微尺度模拟效果较差. 相似文献
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为准确捕捉微灌用叠片过滤器内部不稳定流场的流动规律,基于多孔介质模型,利用计算流体力学(CFD)技术、雷诺时均法和标准k-ε模型,进行了叠片过滤器清水介质下全流场三维数值模拟,并设置了对比试验。结果表明,基于多孔介质模型的计算流体力学方法对叠片过滤器的数值模拟精度较高,该种方法的数值模拟结果与试验结果较吻合,可以准确地预测过滤器水力性能。过滤器进出口管路与滤筒间的夹角α使过滤器产生压力损失,且α在30°左右时过滤器内部流动状态最好,压力损失最小。因此,该型过滤器进出口管路与滤筒间的最佳角度为30°左右。 相似文献
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建立了基于有限体积法的平面二维非恒定流数学模型，采用黎曼近似解通量差分裂(FDS)格式计算通过各单元边的水流法向数值通量,并应用相关的悬移质、推移质河床变形计算公式计算冲淤变化。模型应用于浙江省49省道温溪至鹤城段改建工程河道水流状况的模拟，结果表明工程修建后工程段的中间部位以上以及外侧附近水位略有壅高，最大壅高值0.03m；工程区附近流速减缓、靠近河道中央流速略微增大，最大增幅约0.12m/s，河道冲淤幅度在0.3m以内。 相似文献
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分叉管流动的数值模拟 总被引：3，自引：2，他引：3
采用非结构、非均匀的网格和有限元方法,通过求解Navier-Stokes方程,对90°分叉管的流动进行了并行数值模拟的研究。计算网格为500000个有限单元,计算Reynolds数为1500。计算结果给出了90°分叉管详细的流动结构。 相似文献
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《中国农村水利水电》2020,(4)
为了研究溃坝水流在演进过程中的水位变化规律及负波的存在对水流演进过程产生的影响,利用FLUENT软件建立溃坝洪水三维数值模型,对溃坝时水面流动状态进行数值模拟分析。该模型耦合VOF法和k-ε紊流模型求解雷诺平均N-S方程,采用有限体积法将模型离散为六面体结构性网格,并用PISO算法进行数值求解。考虑下游有水的全溃坝、下游无水设障碍物的全溃坝、下游无水的局部溃坝3种工况,分别模拟计算溃坝水流的流动状态,首先通过与前人的实验数据进行对比分析,验证了该数值模型的正确性,然后分析溃坝水流在3种工况下水流水位变化趋势和分布状况,进一步研究了溃坝水流的流动特性和演进过程。 相似文献
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大型泵站出水流道三维流动及水力损失数值计算 总被引：9，自引：2，他引：7
根据研究低扬程泵站水泵装置的方法可以多样化的观念,提出了将出水流道从水泵装置中分离出来,进行出水流道内部流态数值模拟和水力损失计算的方法．介绍了低扬程大型泵站出水流道三维流场及水力损失数值计算的计算区域、边界条件及网格剖分等有关问题;给出了虹吸式和直管式等两种形式出水流道三维流场和水力损失数值计算的实例,并与流道模型试验的流场观察及水力损失测试结果进行了比较．结果表明：两种形式出水流道内部三维流动以及水力损失数值计算的结果,与流道模型试验的结果一致． 相似文献
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在考虑多孔介质中流体流动与岩土介质耦合作用的前提下，基于流固耦合力学理论，建立了土壤中非稳态渗流问题的流固耦合数学模型，并对该强非线性数学模型采用摄动法及积分变换法进行拟解析求解，讨论其压力动态特征，分析压力随饱和度S及时间t变化的情况，为实验室确定压力－饱和度－渗透率三者之间的关系提供理论依据。 相似文献
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地下水环境评价是普吉尾矿库治理的一个关键课题。为了研究氟对地下水污染情况,采用了试验、勘察、有限元法等进行研究。在对普吉尾矿库库区水文地质条件概化的基础上,运用国际最新版本的三维地下水流动与污染物运移的模拟软件COMSOL Multiphysics建立了研究区氟在浅层地下水系统中迁移的输运耦合模型,讨论了不同迁移时间条件下氟在地下水中的迁移情况,得到迁移52年、60年和100年后地下水中氟浓度分布等值线图。模拟结果显示,在不治理的条件下,氟对库区地下水污染不严重。 相似文献
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为了解决传统真空预压三维模型建立划分单元困难、计算量巨大、排水板宽高比过大从而影响计算精度的问题,基于排水子结构思想,提出简化排水板的以面代板和以线代板单井三维模型,并验证其正确性.将简化排水板单井模型扩展为群井三维模型,结合工程实例进行数值模拟,与实测数据、二维砂墙等效法和传统三维模型进行比较.结果表明:与传统真空预压三维有限元模型的圆形孔压传递形式不同,以面代板和以线代板模型将孔压传递形式简化成矩形.简化排水板三维模型比二维砂墙等效法更接近于实测数据,与传统三维模型计算精度相近,可以满足工程要求.简化排水板三维模型应用排水子结构可以有效降低模型建立和划分难度.将排水板简化成排水面和排水线,能有效解决因排水板尺寸过小而产生单元长宽比过大的问题,且能有效减少模型的单元数量,提高计算效率. 相似文献
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针对基于传统有限元算法(FEM)的手指模型并不能很好地模拟皮肤大变形的问题,提出了一种基于有限元和光滑粒子动力学耦合算法(SPH-FEM)的手指建模方法,以保证模型在大变形和极端变形情况下的适应性.由于该方法本身具有的“无网格”特性,使其对皮肤组织表现出流固双相特性的模拟上对比传统的FEM方法具有天然优势.建立了基于SPH-FEM手指建模方法的手指模型,进行尖刺刺入仿真试验和平板摩擦仿真试验,考察皮肤的应力应变.为了验证SPH-FEM手指建模方法的合理性和有效性,对基于SPH-FEM手指模型与基于FEM手指建模方法进行比较.结果表明,SPH-FEM手指模型在整体形变趋势上与FEM手指模型较为一致,并且在应对大变形时响应速度相较于FEM手指模型明显增加,但存在一定的滞后性;SPH-FEM手指模型在小变形时的精度稍显不足. 相似文献
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地下水库回灌补源的数值模拟研究--以山东省邹平县城北水源地为例 总被引：3，自引：1，他引：2
通过邹平县城北水文地质条件分析,建立了引黄补源条件下的邹平县城北地下水库补源模式数值模型,采用准三维非稳定流有限元法进行地下水库开发利用渗流场模拟,对地下水库在各种开采方案下的供水能力、流场演化趋势和资源优化开发模式进行预报评价。研究表明,坚持引黄补源,在保证总开采量平衡前提下,减少城东北地下水开采量,扩大渠网内地下水开采,将激发引黄渠道对地下水源地的补给、提高水源地效率、阻止城东北老开采区地下水位降落漏斗急剧下降。 相似文献
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车用柴油机曲轴扭振的仿真 总被引：2，自引：0，他引：2
以一台多缸柴油机为例,采用结合有限元法(FEM)的多体系统仿真(MSS)方法,研究了曲轴的扭转振动。通过柔性多体动力学仿真计算,得出有无扭振减振器时曲轴自由端扭振特性。并与试验测量结果对比,两者吻合得较好。 相似文献
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提出了一种计算混凝土结构瞬态温度场的新方法。利用B样条小波的尺度函数代替多项式函数作为插值基函数,构造了二维及三维小波单元,建立了基于B样条小波的混凝土有限元计算模型。该模型详细讨论了混凝土热传导方程的小波有限元解法,推导了小波系数空间到物理空间的转换矩阵,给出了求解域的小波有限元列式。理论分析和数值计算结果表明,B样条小波有限元法是有效的,具有较高的计算精度和求解速度。 相似文献
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基于GMS的北京市房山平原区地下水数值模拟研究 总被引：1，自引：0，他引：1
根据北京市房山平原区的水文地质条件,将研究区水文地质概念模型概化为三维非均质、各向同性、非稳定地下水流系统,并应用GMS软件对研究区地下水系统进行了识别和验证。采用情景分析方法,在模拟8种不同情景方案下规划年地下水的变化情况,给出适宜研究区地下水可持续发展的最佳方案。在情景5方案,即在中度节水、种植结构保持现状和强化减少地下水的情形下,研究区2020和2030年的地下水位处于最佳状态,相比于基准年,地下水位分别回升了3.55m和5.85m,研究区处于正均衡状态,降落漏斗消失。 相似文献
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土壤切削大变形的三维数值仿真 总被引：4，自引：1，他引：4
对近年来有关土壤切削仿真的研究进行总结，并介绍自适应网格划分、ALE以及SPH等3种解决大变形的方法；在此基础上，针对一个简化的切削模型，对3种方法进行土壤切削仿真的结果进行分析和比较；最后着重以某室内模型盾构刀盘刀具和上海地区软粘土，利用ALE方法进行盾构刀盘刀具的大规模三维切削仿真分析。仿真计算基于LS—DYNA970 MPP软件和“曙光4000A”超级计算机，结果表明，3种不同的方法在解决土壤切削大变形时各有特点，其中ALE方法在更为细致的软粘土盾构三维开挖仿真中得到的结果与试验数据较为一致。 相似文献