[原创]《实用数值模拟》第二期文章网上预览

周华

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《实用数值模拟》第二期编辑信息
《实用数值模拟》第二期（《水动力学研究与进展》A辑2005年增刊）即将出版，与《实用数值模拟》第一期（《水动力学研究与进展》A辑2004年增刊）一样，本期由《实用数值模拟》编辑部完成编辑任务。《实用数值模拟》编辑部由下列人员组成：
顾问：
何友声 院士，上海交通大学
陈耀松 教授，北京大学
编辑部成员：
鲁传敬—主编，上海交通大学教授；
任安禄—常务副主编，浙江大学教授；
张武—编委，上海大学教授；
詹杰明—编委，中山大学教授；
周华—编委，同济大学副教授。
《实用数值模拟》编辑部感谢《水动力学研究与进展》编辑部对增刊发行工作的领导和支持！
在本期出版工作中请下列专家教授参加审稿工作，在此表示感谢：
陈耀松 戴世强 鲁传敬 黄大吉 黄振宇 缪国平 潘存鸿 任安禄 孙 茂 邵雪明 陶明德 吴  正 吴文权 王惠群 王柏懿 阎  超 张 武 詹杰民 周  华 周连第
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涡轮泵环形密封激振特性的数值计算
作者：1徐悦，1田爱梅，1何磊，2张雪梅
单位：1．北京航空航天大学 宇航学院，北京 100083；2．北京动力机械研究所，北京 100074
摘     要：液体火箭发动机涡轮泵转子/流体密封系统稳定性研究的关键是密封激振流场和转子动力系数的计算。应用计算流体力学(CFD)方法对转动坐标系下的三维环形密封流场进行了准稳态数值模拟，在此基础上进行了转子动力系数的计算。计算结果和试验数据以及bulk-flow模型计算进行了比较。证明了可实现k-ε湍流模型适用于密封流体激振的研究。

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一种小型轴流式水轮机的数值模拟
作者：张莹，陆振华
单位：上海交通大学涡轮机所，上海；200030
摘要：为了有效地利用海洋能源，为某些水下系统提供便捷的电力供应，设计了一种小型的轴流式水轮机。借助CFX-TurboGrid生成网格，采用CFX-TASCflow软件平台，对叶片进行数值计算，验证其性能。对水轮机一个流道进行不同工况下的计算，对计算结果的分析得出水轮机的性能曲线；选择几种工况的试验数据，并与理论计算结果相比较，结果较吻合；修改计算模型，可以得到更符合要求的水轮机。

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重庆两江汇流水动力模型
作者：陈景秋，赵万星，季振刚
单位：重庆大学工程力学系，重庆, 400044
摘要：本文分析了长江、嘉陵江汇流段的水动力特点，建立了以EFDC为基础的重庆两江汇流水动力模型。该模型在平面上采用正交贴体网格，垂向采用Sigma坐标，采用干湿点法模拟河道干湿地的变化现象，利用实测资料校核模型参数。模型分别模拟了汇流比和滨江路对汇合段流场的影响，其结果表明该模型可用于模拟和分析天然河流水动力场的结构及其变化规律，对于预测洪水、城市建设、航道管理等有重要意义。

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苏通长江公路大桥河段通航水流条件数值模拟
作者：1陈明栋，12文岑，1扬胜发
单位：1.重庆交通学院，重庆南岸区，400074
      2.重庆大学力学工程系，重庆沙坪坝区，400030
摘　要: 　为模拟苏通长江大桥河段水流条件，采用二维浅水方程，建立了水流数学模型, 并根据实测资料进行了潮位、流速流向过程、流速分布的验证计算，能够较准确复演天然河道的水流条件，在此基础上开展了苏通长江大桥建桥前后通航水流条件计算，计算结果表明，采用东线桥位双塔斜拉桥对通航水流条件影响最小。

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北京国家体育场空气流动的力学分析
作者：苗文博，樊春，唐湘
单位：北京大学力学与工程科学系，北京100871
[摘要]  本文利用计算流体力学软件对北京国家体育场在环境风力作用下场内气体流动进行数值模拟，获得了在多个方向不同风速下的内部赛区风速和内层天花板上的受力分布情况。

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DWG格式－>ICEMCFD可识别文件格式的转换
作者：周昌令，唐  湘
单位：北京大学计算中心，北京100871
     
摘要：本文介绍了一种从AutoCAD的DWG文件格式中提取模型几何信息，用逆向工程方法重新构造简化模型，并得到网格生成软件如ICEMCFD所能识别的文件格式的方法。

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波浪作用下淤泥质底床泥体输移
作者：齐鹏，侯一筠
单位：中国科学院海洋研究所，山东青岛，266071
摘  要：建立了用于模拟波浪运动的水体引起底床软泥层振荡并导致泥体输移的垂向二维数值模型。该水-泥模型中应用了一个半经验的非线性的淤泥流变模型，该流变模型表达了淤泥体在循环剪切外力（波浪）作用下其应变及应变率与应力关系的显著的滞后回线特征。数值处理技巧上，为提高数值格式对水-泥界面附近流动的分辨力，较好地再现界面附近速度梯度大的流动特点，垂向网格方法是在水-泥界面的两侧区域均采用对数网格。模型验证是通过计算水波波高衰减率和底床软泥体输移速度，并与有关的实验测量数据进行比较。

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昆虫振翅三维情形数值分析
作者：苗文博，程暮林
单位：北京大学力学与工程科学系，北京100871
摘要：对昆虫飞行特性的研究不但可以认知动物生理，而更现实的目的在于为微型飞行器的设计提供思路。本文利用Fluent软件嵌入UDF函数研究了三维昆虫翅翼在不同控制飞行参数时的空气动力学性能，获得在不同的振型、拍动频率、攻角、平动转动相位差和飞行速度条件下翅翼受力作用。

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近海工程基部的海流计算
作者：钟星立  程暮林  王嘉
单位：北京大学力学与工程科学系，北京100871
摘要：近海工程基础附近的海流性质是该类工程设计的重要依据，本文提出近海波动与基础绕流的统一算法，将计算分成前后两个层次：先用浅水长波方程算出二维流动，然后以算得的压力和水平流速为上边界条件，用完整的N-S方程对流动进行三维计算。这对近海工程结构设计具有实际意义。

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火电厂空冷平台换热的数值模拟
作者：张遐龄，杨  旭，李向群，安亦然
单位：北京大学力学与工程科学系，北京100871
摘要：本文利用计算流体力学软件对火电厂中直接空气冷凝器的换热情况进行数值模拟。并根据计算结果提出增加空冷平台最外一圈风机功率及在空冷平台下方修建挡风建筑以提高空冷平台换热效率的可行性建议。

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珠江网河二维水动力数值计算研究
作者：包芸，姚冬静
单位：中山大学近岸海洋中心，广州510275
摘要：通过ECOMSED数学模型对珠江网河广州区域进行数值模拟计算。计算区域为老鸦岗、沙洛围、大石、黄埔水位站组成的闭合区域，采用贴体自适应网格技术。计算结果显示，水位、流速、流量计算值与观测值都吻合较好，结果令人满意。并应用到广州地铁过江隧道建设的水文特征分析中。

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黄海冷水团的季节变化特征及其形成机制研究
作者：12任慧军，1詹杰民
单位：1中山大学应用力学与工程系，广州510275
      2南京信息工程大学大气科学系，江苏南京210044

摘要：在普林斯顿海洋模式（POM）的基础上，利用高精度卫星遥感得到的风和海表温度（SST）数据并考虑M2分潮的作用，模拟了黄、渤海海域三维热结构和环流的时、空变化；在此基础上，系统描述了黄海冷水团水文现象；并对黄海冷水团形成机制进行了探讨。研究结果表明：温跃层、潮混合、暖流和地形对黄海冷水团起着重要作用。

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汽缸活塞内润滑油流动的数值模拟
作者：杜特专，李向群
单位：北京大学力学与工程科学系，北京100871
摘要：根据长期试验研究了解到，汽缸活塞环内润滑油的流动与单相空气流动问题有很大的关联，气流涡动位置预示着油粒位置。本文通过单相流来研究汽缸活塞滑动模型内的润滑油的流动。利用商业CFD软件对简化的汽缸活塞滑动模型内的润滑油的流动进行数值模拟。通过计算获得涡的位置来判断油滴形成的位置，与相应试验结果比较，结果是可信的。可替代过去需要采用复杂昂贵的试验来估计油滴形成的位置（即有涡的地方）、滑油的耗损等重要指标。

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泥沙公式在伶仃洋的适应性研究
作者：于乐江，詹杰民
单位：中山大学应用力学与工程系
摘要：本文用ECOMSED模型中的三维水动力模块和泥沙模块, 模拟了1978年7月21日到23日的水动力和泥沙沉积过程，并与实测资料进行了比较，模拟的结果合理，得到了伶仃洋水域的水动力和泥沙的基本规律。此外, 对部分的泥沙沉降概率公式、沉降速度公式和再悬浮通量公式进行了验证和对比，通过误差分析，结果表明, 大部分公式在伶仃洋是适用的。