作者:吴建松; 原帅琪; 蔡继涛; 刘哲 期刊:《中国安全生产科学技术》 2020年第02期
为实现综合管廊燃气泄漏扩散的精确高效模拟分析,进而为综合管廊燃气泄漏事故的安全防控提供技术支撑,利用OpenFOAM对城市地下综合管廊舱内燃气泄漏扩散进行数值建模计算,研究分析通风受限空间内的燃气泄漏扩散规律,并结合对应急响应时间的分析验证了通风策略的有效性。研究结果表明:气体射流作用与浮升力作用是影响综合管廊燃气泄漏扩散浓度分布的重要因素,采取合理的通风措施可有效加速燃气的流动与扩散,缩短燃气泄漏报警响应时...
作者:周奇艳; 钱勇; 马立坤; 吕兴才 期刊:《燃烧科学与技术》 2020年第01期
基于OpenFOAM开发了小火焰生成流型模型,并针对ECN(engine combustion network)Spray H(正庚烷喷雾燃烧)进行了数值模拟,研究了该模型对喷雾燃烧数值模拟的适用性.结果表明,该模型能够很好地捕捉着火延迟等特征参数.同时对比了基于OH质量分数和温升两种火焰浮起长度定义,结果显示前者对取值更不敏感,且能与实验更好地吻合.此外,深入分析了着火位置和燃烧发展历程,结果表明,在氧体积分数8%和12%工况,着火点的当量比均在0.8左右.对于...
作者:骆寒冰; 杨宇; 谢芃; 季红叶 期刊:《船舶力学》 2019年第11期
合理预报船首局部结构砰击载荷是船舶设计和研究者重点关心的问题。文章针对无转角和有转角楔形体舱段入水砰击问题,采用OpenFOAM开源软件,开发了基于两相流求解器InterDyMFOAM数值模拟结构入水砰击的程序包,开展了预报研究工作。数值模拟了入水过程的压力和加速度时域响应历程,与入水砰击模型实验进行了对比分析,吻合很好。同时讨论了网格划分等对结果的影响和砰击的三维效应。结果表明,本文提出的入水砰击载荷预报方法计算效率高...
作者:王新茹; 陈刚; 肖龙飞; 温斌荣; 田新亮 期刊:《中国海洋平台》 2019年第06期
对NREL 5 MW参考风机进行实尺度建模及网格划分,采用OpenFOAM平台的瞬态不可压缩湍流求解器pimpleDyMFoam,结合旋转动网格处理方法,对风机的气动力性能及其周围三维流场进行非定常数值模拟。通过对风机所在流场尾涡分布、推力系数、风能利用系数、翼型极限流线、压强系数分布以及来流方向截面的流场分布等方面的对照分析,探讨细网格划分下风机的气动力性能及风轮对其周围流场的影响,为以后的风机叶片设计、风电场布局优化等提出意...
作者:孔丹雅; 马哲; 王胤; 翟钢军 期刊:《海洋工程装备与技术》 2018年第B10期
为了提高深水重力式沉积物采样器的采样效率,本文基于OpenFOAM程序并通过动态重叠网格方法,模拟静水中采样器触底前较大范围自由下落时的姿态。通过计算球体自由下落并与文献结果对比,验证了方法的准确性和可行性。构建了采样器与流体相互作用二维时域耦合计算模型,分别对0°、5°、8°初始倾角的采样器自由下落姿态进行时域模拟,分析下落距离、下落速度以及采样器偏转角之间的相互关系。最终讨论了采样器的偏转角对取样效率的影响。...
作者:黄思; 危逸枫; 郭晨光; 康文明 期刊:《油气储运》 2019年第07期
为了验证开源软件OpenFOAM在化工泵数值计算中的准确性,以OpenFOAM5.0为平台,在0.3 Qd~1.4 Qd(Qd为设计工况流量)的工况范围内对IH型化工离心泵进行稳态和瞬态全流场数值计算。流动控制方程选取标准k-ε湍流模型,稳态和瞬态计算分别采用simpleFoam和pimpleDyMFoam求解器。通过后处理软件ParaView显示计算得到的泵内流速、压力及流线分布,分析泵内旋涡与流动损失的关系,预测计算泵的扬程、输入功率及效率等外特性参数。在同样的计算...
作者:姜宜辰; 赵晓杰; 宗智 期刊:《哈尔滨工程大学学报》 2019年第01期
为了研究带舭龙骨的船体横摇自由衰减运动,本文建立了基于OpenFOAM的粘性流场数学模型。模型采用六自由度运动方程与动网格技术计算船舶运动,应用阻尼消波技术消除远处的数值水池壁面产生的反射波,有效提高了数值预报的精度;通过对比模拟得到的衰减曲线和阻尼系数与试验所得的结果,分析了舭龙骨附近的涡量场,并探讨了舭龙骨减摇的机理。结果表明本文建立的数值模型可以准确地模拟船体横摇运动,成功预报了不同高度舭龙骨的减摇效果...
作者:孙维佳; 钟伟; 王平阳; 蔡健; Micheal.F.MODEST 期刊:《上海航天》 2018年第01期
为了考察对流和辐射传热对燃烧和流场以及壁面热流密度的影响,基于OpenFOAM平台,采用基于k-ω湍流模型的剪切应力输运(SST)模型,结合二维P1模型、随机欧拉解(SEF)法及k-distribution谱带模型计算燃烧室内燃烧、流动、燃气辐射和壁面对流及辐射热流密度。计算分为燃烧/流动与辐射解耦和耦合两种情况,前者的壁面辐射热流与文献解耦计算结果吻合较好,在此基础上考察耦合时热辐射对燃烧和流场参数及壁面热流的影响。结果表明:解耦条件下...
作者:邓彬; 陈金根; 何龙; 夏少鹏; 余呈刚; 蔡翔舟 期刊:《核技术》 2019年第11期
无慢化罐式堆芯结构的熔盐快堆(Molten Salt Fast Reactor,MSFR)中存在中子物理与热工水力的强耦合。应用耦合蒙特卡罗粒子输运程序OpenMC与计算流体力学软件OpenFOAM,建立了一套适用于熔盐快堆的三维稳态核热耦合计算程序。该程序基于python编程语言实现了OpenMC和OpenFOAM二者间的功率、燃料盐温度和密度分布等数据交互,可以获得堆芯内三维功率分布、中子通量密度分布、三维速度场和温度场分布。采用该耦合程序,建立了熔盐快堆的...
作者:蒋昌波; 刘晓建; 姚宇; 杜睿超 期刊:《水动力学研究与进展A辑》 2016年第04期
为了合理分析孤立波作用下破碎区单圆柱附近的水流结构以及圆柱受力特性,该文利用OpenFOAM开源程序求解基于Navier-Stokes方程的三维数值模型,该模型采用S-A IDDES湍流模型,使用修正的VOF方法捕捉自由液面。研究发现,该数值模型能合理捕捉到孤立波与圆柱相互作用过程中复杂的液面形态变化;圆柱附近自由液面沿柱面呈三维分布,上爬过程的柱前雍高显著大于回落过程的柱后雍高;回落过程中柱前形成的尾涡在强度和范围上大于上爬过程中柱...
作者:尹崇宏; 吴建威; 万德成 期刊:《水动力学研究与进展A辑》 2016年第03期
随着CFD技术的发展和计算机运算能力的提高,CFD在船舶设计中发挥着越来越重要的作用。目前CFD对于船舶阻力的计算基本集中在模型尺度,一方面因为实尺度缺乏相关的实验数据,导致缺乏对实尺度高雷诺数下近壁面湍流模型和壁面函数的探索;另一方面也是因为在实尺度计算中,非定常特征更加明显,数值计算的复杂性会大大增加,传统的RANS方法处理起来较为困难。该文应用基于OpenFOAM开发的船舶与海洋工程水动力求解器naoe-FOAM-SJTU...
作者:张博杰; 张庆河; 邹国良 期刊:《水动力学研究与进展A辑》 2015年第03期
该文基于计算流体动力学开源程序OpenFOAM建立三维水流数学模型,模拟圆柱周围的水流运动,分析圆柱迎流侧和背流侧流速剖面分布,通过与物理模型试验结果对比,表明所建立的模型能够较好地描述圆柱周围的水流运动。并在此基础上,分析对比了不同床面切应力计算方法模拟得到的圆柱周围床面切应力放大系数分布,获得了较为准确的计算方法。
作者:周胡; 万德成 期刊:《水动力学研究与进展A辑》 2014年第04期
该文基于OpenFOAM自由软件包,采用任意网格界面元方法(Arbitrary Mesh Interface Method)对两叶片和三叶片风力机风轮周围流场进行了非定常数值模拟和分析。计算采用非结构化网格和k-?SST湍流模型,分析了多种工况下两叶片和三叶片风力机风轮的气动性能的特点和差异,并计算风力机的轴向推力、扭转力矩、叶片表面压力分布和尾涡等气动力性能参数。该文计算得到的结果可为风力机叶片进行结构有限元分析时,提供重要的风载荷数据,为...
作者:王哲; 邓迪; 万德成 期刊:《水动力学研究与进展A辑》 2019年第02期
在实际海洋工程中,细长柔性结构物的涡激振动问题广受关注。该文基于切片模型,采用课题组基于开源CFD求解器OpenFOAM自主开发的,面向柔性立管涡激振动问题的viv-FOAM-SJTU求解器,对变张力作用下柔性圆柱涡激振动问题进行数值模拟,分别计算在恒定张力(工况1)及以一阶(工况2)和二阶(工况3)固有频率变化的轴向张力作用下,柔性圆柱涡激振动响应的变化。计算结果与试验吻合良好,验证了求解器的准确性。结果表明,变张力作用显著增大了结...
作者:石世杰; 霍佳波; 詹江正; 石颖 期刊:《桂林航天工业学院学报》 2018年第03期
飞行器在飞行雷诺数较低或来流湍流度较低时,表面容易形成层流分离并在一定的条件下转捩成湍流,由于转捩现象的存在导致一般的湍流模型对表面摩擦系数的预测会过大,且无法预层流分离现象.本文基于γ-Reθt转捩模型研究了S809翼型在雷诺数为1×10^6下低速小迎角流动的表面摩擦系数,并与实验结果及SST湍流模型计算结果进行对比,计算结果表明γ-Reθt转捩模型能较好地预测翼型表面出现的层流分离及湍流再附现象,而SST湍流模型无法对层流分...
作者:刘绪杰; 孟艳秋; 刘晓建; 刘诚 期刊:《水运工程》 2019年第11期
基于OpenFOAM平台,引入k-ε湍流模型对Navier-Stokes方程进行封闭求解,使用VOF方法追踪自由液面,建立三维数值水槽模型,研究波浪作用下的沙纹床面水动力特性。结果表明,波周期内涡旋结构产生于沙纹背水坡,并逐渐抬升至沙纹峰以上,继而向上游移动,上溯至最远距离后,在下一个波周期影响下转向下游移动直至完全耗散;床面剪切力集中分布在沙纹峰和背水坡处,迎水坡的剪切力波动频率更为剧烈,表明可能存在小尺度涡体,而小涡体的脱落扩散促...
作者:焦方骞; 张庆河; 张金凤 期刊:《水道港口》 2019年第05期
对于新型海上复合筒型基础,现行规范中还没有提出计算波浪荷载的方法。文章基于开源程序OpenFOAM建立了波浪与结构物相互作用的三维数值波浪水槽,并针对复合筒型基础在不同波浪条件下的波浪荷载进行了大量模拟。利用模拟结果提出了分层计算方法中波浪力矩作用点的修正公式,修正结果可以较为准确地计算波浪力和力矩。
作者:丁伟业; 金生; 艾丛芳 期刊:《水道港口》 2017年第05期
溃坝是一种伴随有巨大破坏力的灾害性的水流现象。三维溃坝的数值模拟能够为溃坝水流的研究分析提供科学的依据。针对瞬间全溃模型水流的复杂性,考虑水库下游障碍物的滞水及阻水作用,利用开源程序OpenFOAM建立了耦合VOF对流方程的三维非线性(NL)k-ε紊流数学模型求解雷诺时均纳维斯托克斯方程。采用有限体积法进行离散,利用PISO算法进行数值求解。通过模拟下游为三角形障碍物、矩形障碍物以及90°弯道的溃坝实验,并将模拟结果与实...
为能在多翼离心风机的前期设计中能在初始方案中选出相对合理的方案,本文提出了一个多翼离心风机的快速参数化的CFD研究方法。该方法主要是采用多翼离心风机的二维模型来进行计算,以达到减少计算量的目的。同时利用面向对象的编程语言Python将开源软件Gmsh与OpenFOAM结合起来,完成了一个可对多翼离心风机进行参数化研究的程序,提高了计算效率。
作者:杨从新; 何攀; 张旭耀; 张亚光; 金锐 期刊:《中国电机工程学报》 2019年第14期
为了研究上游风力机倾斜尾流对下游风力机气动特性的影响,基于Open FOAM开源软件,使用大涡模拟和致动线相结合的数值方法。通过改变上游风力机偏航角,使其尾流发生倾斜,对2台风力机的总功率输出和下游风力机的气动特性进行研究。研究表明:随着上游风力机偏航角的增大,2台风力机的总功率先增大后减小。当偏航角为30°时,2台风力机总输出功率最大,相比上游风力机未偏航时总功率提高了23.6%;下游风力机风轮气动载荷的平均值增大,振幅先...