董帅
- 作品数：12 被引量：29H指数：4
- 供职机构：华北电力大学能源动力与机械工程学院更多>>
- 发文基金：中央高校基本科研业务费专项资金国家自然科学基金河北省自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学航空宇航科学技术动力工程及工程热物理自动化与计算机技术更多>>
- 横向磁场作用下Taylor-Couette流动数值模拟
- 2021年
- 采用Fluent模拟软件对横向磁场作用下液态金属镓的Taylor-Couette流动进行了数值模拟。考虑了有限长和无限长两种模型,模型半径比为1/2,长宽比为4。哈特曼数选取为0~50,雷诺数选取为10和259,分别对应层流Couette流动和Taylor-Couette流动两种工况。结果表明,对于雷诺数等于10工况,流体在横向磁场的作用下产生非轴对称的流型;随磁场强度增加,涡由圆环外侧移动到内侧,并呈现出扁平化趋势。对于雷诺数等于259工况,在磁场作用下,流场内泰勒涡尺寸变小,泰勒涡数量由2对增加至3对,并最终破裂。对于有限长和无限长模型,由于上下壁面边界条件不同,流型变化呈现出不同的特点。
- 董帅纪祥勇吕二飞李春曦
- 关键词：横向磁场数值模拟
- 尾缘襟翼长度对风力机翼型气动性能的影响被引量：9
- 2015年
- 针对尾缘襟翼长度对风力机翼型气动性能的影响,分别以S809翼型与DU翼型为研究对象,设计了6种襟翼长度的襟翼模型,襟翼向翼型压力面偏转角为10°,襟翼与翼型主体之间为均匀1mm间隙,利用AUTOCAD对各襟翼长度模型进行几何建模。采用计算流体力学软件Fluent 14.0对各襟翼模型进行不同攻角下的气动性能计算,对翼型边界附近流场及压力系数等进行了分析比较。结果表明:尾缘襟翼长度对翼型的气动性能有较大的影响,襟翼长度不仅对襟翼附近的流场产生影响,对整个翼型的流场都有较大影响;带襟翼模型升力系数比无襟翼模型大大提高,且在一定攻角范围内随着襟翼长度增加,升力系数逐渐增大;带襟翼模型阻力系数比无襟翼模型翼型大,且在一定攻角范围内随襟翼长度增大阻力系数也增大;带襟翼模型升阻比在一定范围内比无襟翼模型大。
- 韩中合贾亚雷李恒凡朱霄珣董帅
- 关键词：风力机翼型计算流体力学升阻比
- 磁场作用下平行平板内导电流体的流动稳定性被引量：1
- 2017年
- 采用非正则模态稳定性分析方法,对法向磁场作用下导电流体在导电平行平板内的流动稳定性进行了数值模拟,分析了磁场对流动稳定性的影响。结果表明,哈特曼数Ha较大时(Ha>9),上、下两个哈特曼边界层基本上各自独立,互不影响;哈特曼数Ha较小时(Ha<9),上、下两个哈特曼边界层距离较近,存在着一定的相互作用,并影响着整个流场的稳定性。平板导电时的扰动增长特征与平板绝缘情形下基本类似;但在平板导电条件下,磁场对扰动的抑制效果更明显。
- 董帅刘立帅叶学民
- 法向磁场作用下槽道流内的精确相干态
- 2023年
- 层流-湍流转捩过程一直以来都是流体力学的研究热点,精确相干态对于预测转捩路径和理解湍流自维持动力循环过程具有重要的意义.为了研究法向磁场对槽道流转捩过程的影响,文章利用直接数值模拟方法结合二分法,在槽道泊肃叶流中寻找不同雷诺数和哈特曼数组合下的精确相干态-周期轨道解,并对施加磁场前后精确相干态的结构与形态进行了对比分析.结果发现,在本文考虑的参数组合下,精确相干结构在施加磁场前后并无明显变化,均由位于通道中心的流向条带及其两侧的流向漩涡构成.随雷诺数的增大,精确相干态的轨道周期变长,而扰动能振幅则减小.当磁场强度增大时,流场内各方向上的扰动能呈周期性振荡变化,且流场内的相干结构向两侧的壁面迁移,扰动速度振幅增大.无磁场作用时,精确相干态的扰动能正比于Re^(-2.36),且不同Re数下的均方根扰动速度分布具有相似性.施加法向磁场后,上述标度律不变,均方根速度分布不再具有相似性,精确相干态的扰动能随磁场强度增加而增大,表明磁场对扰动具有一定的抑制作用,从而使流场保持相对的稳定.
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- 关键词：转捩
- 磁场作用下导电流体的流动稳定性研究进展被引量：1
- 2017年
- 磁场作用下导电流体的流动稳定性研究在电磁材料制备过程以及核聚变反应堆冷却系统的设计与制造有重要意义。文中简述了流动稳定性研究的主要方法,分析了正则模态和非正则模态两种方法的利弊,因两类方法所考察的扰动的增长形式不同,其结论往往不一致;对近十几年磁场作用下导电流体在不同形状管道内的流动稳定性研究进展进行了分类和概述,主要介绍了磁场方向、壁面导电率对流动稳定性的影响;针对相关实验的开展、稳定性分析方法以及对转捩机理的研究等提出了可能值得深入研究的方向。
- 董帅李爽刘立帅叶学民
- 关键词：磁场导电流体
- 横向磁场作用下Taylor-Couette湍流流动的大涡模拟被引量：1
- 2021年
- 采用大涡模拟方法对横向磁场作用下导电流体Taylor-Couette湍流流动进行数值模拟,以研究其运动规律.计算模型为无限长度,半径比为1/2.雷诺数分别选取为3000和5000,磁场加载方式为全局磁场,哈特曼数取值0-50.对磁场作用下泰勒涡的演化过程、速度分布和湍动能分布进行分析,并与轴向磁场作用下泰勒涡演化过程进行对比.结果表明:磁场对流场有显著的抑制作用,扭曲的泰勒涡在横向磁场的作用下破裂成小尺度涡结构,并沿磁场方向排列;在外圆筒和垂直于磁场方向的区域,磁场抑制效果较强;随着雷诺数的增加,磁场抑制效果减弱,在流场不同区域,流动呈现出不同的特点.与轴向磁场相比,横向磁场对流场的抑制效果较弱,流场分布呈现出明显的各向异性.
- 董帅纪祥勇李春曦
- 关键词：横向磁场湍流大涡模拟
- 磁场作用下壁面导电率对导电流体流动稳定性的影响被引量：2
- 2017年
- 导电流体在外置静态磁场作用下流动时,其流动特性会发生改变,进而使流体流动的稳定性更难以预测。采用非正则模态稳定性分析方法和数值模拟技术,研究了法向磁场作用下壁面导电率不同时平行平板内导电流体的流动稳定性。通过建立并求解扰动变量的原始和伴随控制方程组,考察了平板导电和平板绝缘情形下初级扰动的增长特征及其空间分布形式。结果表明,平板导电(Ha≥7)和平板绝缘(Ha≥8)情形下最优扰动增长倍数Gmax和局部雷诺数R的关系分别为Gmax≈5.34×10-4R2和Gmax≈6.12×10-4R2,相应的最优展向波数βopt与哈特曼数Ha成正比;平板导电时的扰动增长特征及其空间分布与平板绝缘情形下基本类似;但在平板导电条件下,磁场对扰动的抑制效果更明显。
- 董帅刘立帅叶学民
- 哈特曼边界层的初级稳定性分析被引量：5
- 2016年
- 导电流体在法向外置磁场的作用下,在贴近壁面处会形成哈特曼边界层.哈特曼边界层的稳定性研究对电磁冶金过程和热核聚变反应冷却系统等相关设备的设计和运行都有着十分重要的意义.本文采用非正则模态稳定性分析方法,对两无限大绝缘平行平板内导电流体流动的稳定性进行了研究.通过在时间上迭代求解扰动变量的控制方程组和伴随控制方程组,获得了在磁场作用下初级扰动的增长情况及其空间分布形式,分析了磁场强度对最优扰动增长倍数G_(max)、最优展向波数β_(opt)和最优时刻t_(opt)的影响,并考察了上下两个哈特曼边界层之间的相互作用.结果表明,最优初始扰动的空间分布形式为沿着流场方向的漩涡,关于法向方向对称或者反对称.当哈特曼数Ha较大时(Ha>10),对称漩涡和反对称漩涡形式的初始扰动增长倍数基本相等;上下两个哈特曼边界层可以认为是彼此独立的,不会相互影响,此时最优扰动增长倍数G_(max)与局部雷诺数R的平方成正比,相应的最优展向波数β_(opt)和最优时刻t_(opt)均正比于哈特曼数Ha.当哈特曼数Ha较小时(Ha<10),反对称漩涡形式的初始扰动更为不稳定,其增长倍数大于对称漩涡的增长倍数,且上下两个边界层之间存在着一定的相互作用,并对整个流场的稳定性产生一定的影响.
- 董帅林殿吉吕玉坤
- 关键词：稳定性分析数值模拟
- 低强度磁场作用下Hunt流的稳定性分析被引量：1
- 2019年
- 矩形管道内导电流体在磁场作用下的流动稳定性对材料的制备、热核聚变冷却系统的设计和运行均有重要意义。采用非正则模态稳定性分析方法,对Hunt流进行了数值模拟,获得了4种模态下初始扰动的增长特征及空间分布,分析了低强度磁场对流动稳定性的影响。结果表明,哈特曼数Ha较小时,4种模态下的扰动均呈瞬态增长;Ha较大时,4种模态下的扰动出现两种增长模式:类型为模态Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ的扰动仍呈瞬态增长,模态Ⅱ的扰动呈指数增长,此时流场稳定性与射流有关。
- 董帅李爽叶学民
- 尾缘襟翼缝隙大小对风力机翼型气动性能的影响被引量：9
- 2018年
- 分离式尾缘襟翼在制造时不可避免留有缝隙,针对缝隙会对翼型气动性能产生影响,以S809翼型为研究对象,建立了三种缝隙的S809分离式尾缘襟翼模型及不带缝隙的整体式尾缘襟翼模型。分离式尾缘襟翼模型主体与尾缘襟翼之间采用均匀缝隙结构,缝隙大小分别为弦长的1‰、2‰、4‰。采用商用软件fluent对三种缝隙襟翼模型和无缝隙的襟翼模型进行多迎角下的升阻力特性数值计算,并对不同缝隙襟翼模型和无缝襟翼模型周边流场、流线及压力分布进行了分析比较。结果表明:缝隙的存在使带缝隙的翼型在一定迎角范围内升力系数降低,阻力系数增加;随着缝隙的增大,升力系数降低幅值增大,阻力系数增大幅值也增加;小迎角范围内,随着迎角的逐渐增大,缝隙对襟翼模型的影响逐渐减小。缝隙为1‰c时,分离式襟翼模型与整体式尾缘襟翼模型的压力分布曲线及压力云图基本一致,缝隙对翼型气动性能的影响很小,襟翼结构设计时可以作为设计参考参数。
- 贾亚雷韩中合安鹏李恒凡董帅
- 关键词：GURNEY襟翼升阻比计算流体力学
