项目名称: 基于多相流LBM-VOF联合模式的水泵进水池漩涡流研究

项目编号: No.51479196

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 水利工程

项目作者: 唐学林

作者单位: 中国农业大学

项目金额: 84万元

中文摘要: 拟采用理论分析法、并行算法和现代测试手段,深入研究水泵进水池的自由表面气-液两相漩涡流和附壁漩涡空化两相汽-液流的若干细节及机理。基于大涡模拟(LES)亚格子模型和介观多尺度展开方法,利用单组分两相流格子Boltzmann方法(LBM)和VOF(volume of fluid)界面重构模型,发展自由表面气-液两相流LBM和LES的联合模式,然后,采用物质状态方程来描述汽-液两相流LBM相变,发展漩涡空化汽-液两相流LBM和LES计算模式。研究设计高分辨率自由界面捕捉算法和高精度LBM并行方法,建立一套方法来定量描述自由表面漩涡的动态演变和漩涡空化相变的质量和动量的转化规律,精确高效地模拟进水池各类漩涡的演变规律。最后,利用现代高速摄影、可视PIV来实验观测和测量进水池内流动特性,通过一系列实验数据验证上述模型和算法的合理性和可靠性。本研究将为自由表面流动和漩涡空化流动研究提供一种新方法。

中文关键词: 格子玻尔兹曼法;自由界面流体体积法;并行算法;多相流漩涡;泵进水池

英文摘要: This study focuses on some details and a mechanism for air-liquid two-phase vortex flows at free surface and vapor-liquid two-phase cavitating flows caused by wall-attached vortices in pump suction sumps using theoretic, parallel and testing techniques. Based on sub-grid scale models for large eddy simulation (LES) and mesoscopic multi-scale expansion method, LBM (lattice Boltzmann method) models combined with LES for air-liquid two-phase flows at the free surface are developed using LBM for single-component two-phase flows and VOF (volume of fluid) interface-reconstructed models, and then phase transitions with LBM for vapor-Liquid two-phase flows are described by equation of state for matter so that LBM models combined with LES for vapor-liquid two-phase cavitating flows caused by wall-attached vortices are proposed. High-resolution to capture the free surface and high-accuracy parallel methods are studied and designed for LBM, and thus a framework is formulated to quantitatively represent evolution processes of vortex flows at the free surface and a transformation regulation of mass and momentum caused by wall-attached vortex cavitations, which can be used to effectively and precisely simulate evolutions of various vortex flows in pump suction sumps. Finally, moedern high speed photography and visual particle image velocimetry (PIV) techniques are used to observe and measure experimentally various characteristic flows in pump suction sumps. The experimental data are used to validate the rationality and the reliability of the above-mentioned models and numerical schemes. In short, this investigation aims at putting forth a new technique for free-surface flows and vortex cavitations.

英文关键词: lattice Boltzmann method;free-surface volume of fluid;parallel algorithm;multiphase vortex flow;pump suction sump

成为VIP会员查看完整内容
0

相关内容

《5G/6G毫米波测试技术白皮书》未来移动通信论坛
专知会员服务
14+阅读 · 2022年4月15日
专知会员服务
33+阅读 · 2021年10月17日
专知会员服务
18+阅读 · 2021年10月1日
《隐私计算白皮书(2021年)》正式发布(附下载链接)
专知会员服务
91+阅读 · 2021年7月22日
专知会员服务
14+阅读 · 2021年3月26日
专知会员服务
41+阅读 · 2021年1月18日
【预告】可视化与可视分析国际学术报告系列第六期将于12月2日举办
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月25日
直播预告 | 10月27日:中欧联合实验室系列学术讲座
中国科学院自动化研究所
0+阅读 · 2021年10月22日
最新研究表明:EV电池「越老越安全」
机器之心
0+阅读 · 2021年5月8日
哈工大讯飞联合实验室发布中文XLNet预训练模型
哈工大SCIR
13+阅读 · 2019年8月20日
论文浅尝 | 基于知识库的类型实体和关系的联合抽取
开放知识图谱
35+阅读 · 2018年12月9日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月20日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月19日
Automated Data Augmentations for Graph Classification
Arxiv
20+阅读 · 2021年9月21日
Arxiv
102+阅读 · 2021年6月8日
Arxiv
31+阅读 · 2021年3月29日
Arxiv
19+阅读 · 2020年12月23日
小贴士
相关主题
相关VIP内容
《5G/6G毫米波测试技术白皮书》未来移动通信论坛
专知会员服务
14+阅读 · 2022年4月15日
专知会员服务
33+阅读 · 2021年10月17日
专知会员服务
18+阅读 · 2021年10月1日
《隐私计算白皮书(2021年)》正式发布(附下载链接)
专知会员服务
91+阅读 · 2021年7月22日
专知会员服务
14+阅读 · 2021年3月26日
专知会员服务
41+阅读 · 2021年1月18日
相关资讯
【预告】可视化与可视分析国际学术报告系列第六期将于12月2日举办
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月25日
直播预告 | 10月27日:中欧联合实验室系列学术讲座
中国科学院自动化研究所
0+阅读 · 2021年10月22日
最新研究表明:EV电池「越老越安全」
机器之心
0+阅读 · 2021年5月8日
哈工大讯飞联合实验室发布中文XLNet预训练模型
哈工大SCIR
13+阅读 · 2019年8月20日
论文浅尝 | 基于知识库的类型实体和关系的联合抽取
开放知识图谱
35+阅读 · 2018年12月9日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月20日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月19日
Automated Data Augmentations for Graph Classification
Arxiv
20+阅读 · 2021年9月21日
Arxiv
102+阅读 · 2021年6月8日
Arxiv
31+阅读 · 2021年3月29日
Arxiv
19+阅读 · 2020年12月23日
微信扫码咨询专知VIP会员