导读:本文包含了自由表面旋涡论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:钢包,自由表面旋涡,数值模拟,湍流模型
自由表面旋涡论文文献综述
苌真真,张炯明,王顺玺,刘义,王博[1]（2014）在《150t钢包自由表面旋涡的数值模拟与湍流模型的选择》一文中研究指出钢包在非稳态浇注过程中易形成旋涡,导致钢渣及空气的大量卷入,严重危害了钢的质量.为了更好的研究旋涡,采用ANSYS CFX软件,分别采用k-ε和RNG k-ε2种湍流模型对钢包非稳态浇注过程中自由表面旋涡进行数值模拟,得到自由表面从表面旋转到旋涡贯通水口的演化过程,将两者的计算结果与相关文献以及Burgers涡模型进行相互对比,得到:两者计算的旋涡演化过程、旋涡产生临界高度无差别;两者的速度场与相关文献均一致,但RNG k-ε模型更真实的表现了旋涡的剪切流动;将两者的切向速度分布与Burgers涡对比,得到RNG k-ε湍流模型与理论模型更加吻合.综上:用RNG k-ε湍流模型计算自由表面旋涡更加正确合理.(本文来源于《有色金属科学与工程》期刊2014年04期）
杨帆,施徐明,戴韧,郭雪岩,陈铁军[2]（2013）在《自由表面旋涡数值模拟与涡、汇模型理论分析》一文中研究指出为研究吸气旋涡的产生机理,并进行相应的理论分析,将水利和水工设备进水口前常见的自由表面旋涡现象简化为盆池自由放水模型,采用"流体体积"(VOF)方法结合RNG k-ε湍流模型模拟自由表面旋涡现象.通过数值模拟获得自由液面从纯水涡到吸气旋涡的生成与演化过程,将计算结果与理论Burgers涡模型进行对比,发现Burgers涡模型的切向速度分布方程与计算结果相符,涡量向中心聚集是导致自由液面发生凹陷并最终产生吸气旋涡现象的原因之一,同时发现Burgers涡的径向速度和轴向速度分布方程与计算结果相比存在很大差异.进一步简化模型后,剔除切向速度影响,模拟了无旋流体的排水过程.通过理论推导在球坐标系下提出"汇球面"模型,获得了较好的速度分布方程,并发现"汇"效应也是产生吸气旋涡现象的重要因素之一.(本文来源于《排灌机械工程学报》期刊2013年04期）
江俊[3]（2012）在《自由表面旋涡的识别方法及连铸下渣水模实验研究》一文中研究指出第一章：简述自由表面旋涡识别对于水利建筑安全、工业生产质效提高具有重要影响。针对目前旋涡识别技术在复杂性及应用性方面存在的问题,提出了一种自由表面旋涡的图像识别方法,对图像识别的旋涡的机理、关键技术及其在连铸下渣检测中的应用进行了深入研究。第二章：确定了自由表面旋涡识别方法的整体方案设计。搭建了自由表面旋涡识别实验平台,为旋涡形成的机理、流体动力学特性及旋涡的流体形态信息采集、结构识别等研究工作提供物质条件。第叁章：基于伯格斯旋涡理论模型分析了自由表面旋涡的物理特性、运动规律、旋涡结构。流体空间特征信息在二维平面图像中的表征。提出了一种旋涡的定义及描述方式,为旋涡的图像识别提供依据。第四章：研究了分析自由表面旋涡的二维图像特征,实现旋涡图像的预处理、特征识别、特征分析及旋涡识别。通过实验结果,分析了该自由表面旋涡识别方法的稳定、有效及局限性。第五章：提出了一种将自由表面旋涡识别方法应用于钢水连铸过程中的下渣检测方案。将自由表面旋涡识别方法应用于钢水连铸过程中转炉及大包中液面旋涡的识别及其特征参量提取。设计了基于人工神经网络的下渣检测分类器,通过旋涡特征参量来分析判断下渣状态实现正确分类完成下渣检测。根据流体相似性原理搭建了大包出钢水模实验硬件平台,结合Visual C++的集成开发环境与基于COM的流媒体处理开发包完成了下渣检测应用软件平台。水模实验及现场结果均表明,自由表面旋涡识别方法及其在连铸下渣检测中的应用均具有可行性和有效性。第六章：总结了本文的研究工作创新点及成果,对尚未解决的技术问题进行阐述,并展望以后的研究工作内容。(本文来源于《浙江大学》期刊2012-10-01）
闫训海,于文华,姚雨晨[4]（2012）在《水平进水口自由表面旋涡数值模拟研究》一文中研究指出旋涡运动是一种复杂的水流运动,目前尚难得出理论上的精确解。自由表面旋涡是水工建筑物进水口前的常见水力学现象,其发生常会对水工建筑物造成不利影响。旋涡数值模拟难度较大,尤其是吸气旋涡较难模拟出。建立了进水口旋涡叁维数值模拟的模型,模拟出吸气旋涡现象。分析了计算结果与物理模型试验结果的差异,探讨了VOF法在水气两项流中的运用,为进一步进行吸气旋涡的叁维数值模拟提供了一定经验。(本文来源于《红水河》期刊2012年04期）
江俊,唐任仲,李培玉[5]（2012）在《自由表面旋涡的识别方法》一文中研究指出针对目前自由表面旋涡识别所存在的精确性低、计算量大、实用性差的问题,提出一种新的自由表面旋涡识别方法.该方法建立基于图像识别的自由表面旋涡识别系统,实现图像获取、采集、处理及旋涡识别的功能.为了解决系统中旋涡识别的难点问题,提出一种二维图像中旋涡的识别及定位方法.该方法利用旋涡图像的局部对称性,通过分析图像中旋涡周围流线的方向场,使用改进后的缠绕角度法计算相应的缠绕角度值,最终实现自由表面旋涡的识别及涡核中心的定位.实验表明,该方法识别速度快且具有较高的准确,稳定及有效性.(本文来源于《浙江大学学报(工学版)》期刊2012年05期）
张睿,陈红勋,王小永[6]（2011）在《吸水口上自由表面旋涡的LES-LBM模拟》一文中研究指出为了实现高雷诺数下自由表面旋涡生成与演化过程的数值模拟,将标准Smagorinsky亚格子应力模型引入到叁维单相自由面格子Boltzmann方法中,建立结合大涡模拟的格子Boltzmann方法(LES-LBM).当进口雷诺数分别为5×104和105时,考虑重力和科氏力的作用,采用LES-LBM对长方形水槽底部吸水口上方的自由表面旋涡的生成与演化过程进行数值计算,再现了自由表面旋涡发展过程中的典型流态,并根据其特点将自由表面旋涡的发展过程分为4个典型阶段.对比分析有、无科氏力作用下的高雷诺数流动算例,验证科氏力的作用.对自由表面旋涡发展过程中的B型(染色旋涡和挟物旋涡)和D型(连续吸气旋涡)自由表面旋涡的径向速度、切向速度以及轴向速度沿吸水口半径方向的分布规律进行重点分析.数值计算结果表明:采用结合大涡模拟的单相自由面格子Boltzmann方法,可以有效模拟高雷诺数下的自由表面旋涡生成与演化过程;验证了科氏力在诱导并促进自由表面旋涡发展过程中的作用;计算获得的自由表面旋涡内部流场的各速度分量沿径向的分布规律与试验结果定性一致,且几乎不随进口雷诺数的不同而改变.(本文来源于《排灌机械工程学报》期刊2011年05期）
陈红勋,郭加宏,胡雷,张睿[7]（2010）在《吸水口前自由表面旋涡的LBM模拟》一文中研究指出作者采用单相自由面格子Boltzmann模型,数值模拟了水槽底部吸水装置在科氏力诱导下自由表面旋涡的生成和演化过程。计算结果表明本文采用的方法能够较好地捕捉自由表面旋涡流动的大幅度变化的气液两相界面,同时通过对自由表面旋涡生成与演化过程中不同水平面的速度矢量分布,切向速度、径向速度、环量以及涡核半径的变化规律的分析,说明计算结果与实验结果是一致的。(本文来源于《水动力学研究与进展A辑》期刊2010年05期）
李海峰[8]（2008）在《自由表面旋涡的机理研究》一文中研究指出自由表面旋涡是水工建筑物进水口前常见的水力现象,在水电站引水管道、溢洪道、导流隧洞、泵站和船闸等进水口的上游表面时有发生。自由表面旋涡发展到一定程度将演化为吸气旋涡,给工程建筑物和设备带来严重危害。自由表面旋涡的生成和演化机制复杂,研究自由表面旋涡运动的现象和规律,揭示其流动机理,探求对它们实施控制的有效方法,是大量工程实践提出的迫切需要解决的问题。自由表面旋涡机理的研究还涉及到多项力学的前沿基础理论问题,具有重要的学术价值。本文设计并建造了实验水槽来研究自由表面旋涡的生成和演化过程。采用流场染色技术对自由表面旋涡的演化过程进行显示,观测记录自由表面旋涡的旋转方向、生成位置以及不同演化阶段的形状;根据观测结果对自由表面旋涡的形成原因进行分析,定性分析了科氏力在自由表面旋涡形成和演化过程中的作用;测量了不同工况下的临界淹没深度这一反映自由表面旋涡发展程度的重要参数;考察和分析了来流速度、来流湍流度、来流预旋以及吸水口位置等对自由表面旋涡生成和演化的影响。在实验观测的基础上,采用粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,简称PIV),对自由表面旋涡演化不同阶段的流场结构进行了测量,通过对测量数据进行分析,得到自由表面旋涡流场随时间演化规律和随空间变化的规律。自由表面旋涡在演化过程中,切向速度在半径方向上随着半径的增大先增大后减小,在变化过程中切向速度存在最大值,并以此对应的半径定义了涡核半径。在涡核半径内外,切向速度的变化是不同的。切向速度最大值随着深度的增加先增大后逐渐减小,最大值不在自由表面处,而在自由表面下某一深度。径向速度随着半径的增大逐渐减小,由于自由表面旋涡是一种向心流动,导致越靠近涡核径向速度越大。径向速度最大值随着深度的增加逐渐减小,在靠近自由表面的地方径向速度大,这表明自由表面旋涡在演化过程中,吸水口吸入的流体大部分来自旋涡上部流体,因此发生自由表面旋涡流动后,容易将表面漂浮物吸入吸水口。在实验研究的基础上,对自由表面旋涡流动进行理论分析,得到了科氏力作用下流动运动的控制方程。以此控制方程为基础,通过简化得到科氏力作用下平面点汇运动的规律,分析了科氏力在旋涡生成和演化过程中的作用,确定科氏力是引起旋涡流动的重要原因之一。以圆桶底部出流装置为模型,通过自编程序,采用有限体积法对控制方程进行离散,对离散后的方程采用SIMPLE算法进行求解,获得了不同工况下圆桶内流体运动规律。数值分析表明,在科氏力作用下圆桶内流体产生了旋涡流动。旋涡流动的切向速度和径向速度在半径方向以及深度方向的变化规律和实验测量结果定性符合,并分析了产生误差的原因。用拉格朗日观点考察了迁移加速度、粘性力以及科氏力在流动中的关系,发现在涡核中心以外,流体微团在运动过程中的加速旋转是由科氏力的作用引起的。并考察了科氏力大小以及流量对旋涡运动的影响。利用自编程序对叁维圆筒模型进行计算,研究来流预旋和科氏力共同作用对自由表面旋涡流场的影响。逆时针方向来流预旋条件下,来流预旋和科氏力的双重作用使得圆桶内产生逆时针方向旋涡运动,而且来流旋涡越大,产生的旋转速度也越大。顺时针方向来流预旋条件下,来流预旋的一部分用于抵消科氏力产生的逆时针方向旋转作用,剩余部分产生了顺时针方向旋转运动。同时以商用软件FLUENT为工具,对方形水槽内不同方向来流预旋情况下的流动进行了数值解析,模拟得到的旋涡的方向和位置与实验结果符合。(本文来源于《上海大学》期刊2008-09-01）
吴锤结,马晖扬[9]（1997）在《旋涡、湍流与自由表面的相互作用》一文中研究指出旋涡及自由表面湍流与自由表面的非定常、非线性相互作用是当前流体力学中一个十分活跃的前沿领域的研究课题，它具有深刻的理论意义和重要的实用背景．旋涡、湍流与自由表面的相互作用是一个非常复杂的非线性、非定常过程，涉及到涡－涡、波－涡相互作用，旋涡在自由表面处的断裂、重联、合并及自由表面湍流中的准拟序结构的形成、发展等复杂动力学过程．关于这一领域的研究已经取得了一些重要成果．对旋涡与自由表面的相互作用的基本过程有了较为清楚的认识；但对湍流与自由表面的相互作用中的许多基本物理过程还知之甚少．本文综述此领域的实验、理论和数值模拟研究的最新进展和主要结果，讨论若干有待解决的问题，并指出进一步的研究方向(本文来源于《力学进展》期刊1997年03期）
何学民,汝树勋[10]（1992）在《水工建筑物进水口自由表面漏斗旋涡消除措施的试验研究》一文中研究指出水工建筑物进水口形成的自由表面漏斗旋涡,对工程危害极大。本文对自由表面漏斗旋涡的消除措施进行了试验研究,给出30种消涡措施(包括一些布置形式)。(本文来源于《四川水力发电》期刊1992年03期）
自由表面旋涡论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为研究吸气旋涡的产生机理,并进行相应的理论分析,将水利和水工设备进水口前常见的自由表面旋涡现象简化为盆池自由放水模型,采用"流体体积"(VOF)方法结合RNG k-ε湍流模型模拟自由表面旋涡现象.通过数值模拟获得自由液面从纯水涡到吸气旋涡的生成与演化过程,将计算结果与理论Burgers涡模型进行对比,发现Burgers涡模型的切向速度分布方程与计算结果相符,涡量向中心聚集是导致自由液面发生凹陷并最终产生吸气旋涡现象的原因之一,同时发现Burgers涡的径向速度和轴向速度分布方程与计算结果相比存在很大差异.进一步简化模型后,剔除切向速度影响,模拟了无旋流体的排水过程.通过理论推导在球坐标系下提出"汇球面"模型,获得了较好的速度分布方程,并发现"汇"效应也是产生吸气旋涡现象的重要因素之一.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
自由表面旋涡论文参考文献
[1].苌真真,张炯明,王顺玺,刘义,王博.150t钢包自由表面旋涡的数值模拟与湍流模型的选择[J].有色金属科学与工程.2014
[2].杨帆,施徐明,戴韧,郭雪岩,陈铁军.自由表面旋涡数值模拟与涡、汇模型理论分析[J].排灌机械工程学报.2013
[3].江俊.自由表面旋涡的识别方法及连铸下渣水模实验研究[D].浙江大学.2012
[4].闫训海,于文华,姚雨晨.水平进水口自由表面旋涡数值模拟研究[J].红水河.2012
[5].江俊,唐任仲,李培玉.自由表面旋涡的识别方法[J].浙江大学学报(工学版).2012
[6].张睿,陈红勋,王小永.吸水口上自由表面旋涡的LES-LBM模拟[J].排灌机械工程学报.2011
[7].陈红勋,郭加宏,胡雷,张睿.吸水口前自由表面旋涡的LBM模拟[J].水动力学研究与进展A辑.2010
[8].李海峰.自由表面旋涡的机理研究[D].上海大学.2008
[9].吴锤结,马晖扬.旋涡、湍流与自由表面的相互作用[J].力学进展.1997
[10].何学民,汝树勋.水工建筑物进水口自由表面漏斗旋涡消除措施的试验研究[J].四川水力发电.1992