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潮流能导管涡轮发电装置水动力学特性影响因素被引量：4: 2020年; 采用自主研发的新型翼型设计一种潮流能导管涡轮发电装置,通过计算流体力学(CFD)技术对该装置进行水动力学性能研究。从翼型、导管长径比、导管收缩比、转子与导管的叶尖间隙及导管截面形状等方面分析其对涡轮水动力学性能的影响。研究结果表明:新型翼型具有良好的水动力学性能。相比无导管的裸涡轮,导管能显著提高涡轮的输出功率和轴向推力。随着导管长径比的减小和收缩比的增大,涡轮的输出功率和轴向推力也随之增大。导管与转子之间的间隙越小,涡轮的水动力学性能越好。此外,导管截面形状对涡轮的水动力学性能有较大影响,在所采用的4种截面形状中,圆弧切面形状具有较好的性能。研究成果为潮流能导管涡轮发电装置的设计提供了参考依据。; 宋科王文全闫妍; 关键词：潮流能翼型导管 CFD

柔性悬臂梁结构的流激振动特性研究: 大变形柔性结构的流激振动问题一直是最具挑战性的工程问题之一。本文有效结合传统的反馈力和混合有限差分/有限元浸入边界方法,对圆柱绕流后柔性悬臂梁流激振动问题进行数值模拟。其中,固体采用超弹性材料,利用有限单元法求解,流体为...; 王文全郝栋伟张立翔闫妍; 关键词：流固耦合浸入边界法自适应网格流激振动; 文献传递

基于浸入边界–格子Boltzmann方法模拟动边界绕流问题被引量：1: 2018年; 组合浸入边界和格子Boltzmann方法(IB-LBM)实现对复杂动边界问题的数值模拟。通过格子Boltzmann方法快速计算流场分布(采用D2Q9离散速度模型),通过隐式直接力浸入边界法处理流场边界问题。借助求解不可压缩N-S方程组的分步投影方法的思想,在时间上推进求解基于浸入边界法的耦合系统方程,从而实现对复杂动边界流动问题快速有效的求解。以雷诺数为100的圆柱绕流为基准算例,分别计算圆柱在不同旋转角速度下的升、阻力曲线和流场分布特性,并与其他文献的计算结果对比,验证了IB-LBM计算动边界流动问题的有效性。; 王文全陈相臻王志良; 关键词：格子BOLTZMANN方法浸入边界法动边界圆柱绕流

导管水轮机发电装置水动力学性能研究: 为了提高水轮机发电装置的输出功率,同时指导导管的优化设计,设计了一种带导管的水平轴水轮机发电装置。采用计算流体力学(CFD)技术分析了不同翼形的导管剖面拱度、导管攻角及多导管组的水轮机水动力学性能。研究结果表明:通过增加...; 宋科; 关键词：计算流体力学水动力性能; 文献传递

纳米碳酸钙改性聚丙烯大变形行为的研究被引量：3: 2019年; 为了研究纳米碳酸钙改性聚丙烯(PP/nano-CaCO3)在不同应变率下的大变形特性及相关机理,采用疲劳试验机(MTS)结合数字图像相关技术(DIC)对该种材料在不同拉伸速率下进行单项拉伸试验,并用有限元对其进行数值模拟,得出了不同变形程度的试验结果。之后采用电镜扫描(SEM)对不同变形程度的试件表面进行分析。结果表明:PP/nano-CaCO3在不同拉伸速率下的应力-应变可分为线弹性阶段、屈服阶段、软化颈缩阶段及应力稳定阶段。其中,线弹性阶段、屈服阶段及峰值应力基本不受拉伸速率的影响,应力稳定阶段的稳定应力随着拉伸速率的增大而减小,测试试件的延展率超过300%后仍可继续拉伸延长。电镜扫描发现:随着变形量的增大,试件表面的纹理及皱褶凸起也增大。总的来说,PP/nano-CaCO3相比纯PP具有更好的应力-应变稳定性、延展性及柔软度,在抗冲击及承载结构件中具有很好的应用前景。; 宋科; 关键词：大变形 DIC 数值模拟

基于投影浸入边界法的流固耦合计算模型被引量：1: 2014年; 针对建立的刚体和流体相互作用的浸入边界法数学模型,借助求解不可压缩N-S方程组的分步投影方法的思想来求解基于浸入边界法的耦合系统方程.在空间离散上,对流项采用Quick格式,扩散项采用中心差分格式.时间推进采用显式欧拉法,固体对流体的作用力源项引入流体体积(VOF)方法中的体积比函数,通过龙贝格算法高效求解每个网格单元中浸入刚体所占的体积比.利用VC++编写投影浸入边界法的数值计算程序,并以单圆柱绕流为基准数值算例,通过与其他文献和实验结果的对比,验证了数值计算结果的准确性和可靠性,并进一步分析了不同雷诺数下圆柱绕流场的涡结构分布特征.; 王文全梁林闫妍; 关键词：流固耦合分步法圆柱绕流

混流式水轮机水力暂态过程分析: 以混流式水轮机水力暂态过程为研究对象,基于浸入边界法的建模思想,将活动导叶大幅运动对流场的影响以附加动量源项的形式加入描述叶道流动的NaVier-Stokes方程,建立描述水力暂态过程的三维流动控制方程。采用基于Vrem...; 王文全闫妍; 关键词：混流式水轮机大涡模拟浸入边界法流动特征; 文献传递

基于有限元浸入边界-格子Boltzmann方法的流体与超弹性柔性结构的耦合运动研究: 基于分子动理论的格子Boltzmann方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)是通过微观的分子运动力学推导演化而来的,具有清晰的物理背景、并行特性、易于处理边界条件和实现程序实施,以及计算稳定的优...; 李伟忠王文全; 关键词：流固耦合; 文献传递

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国家自然科学基金(11262008)