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高雷诺数湍流横侧射流的大涡模拟
被引量：
3
1
作者
赵马杰
曹
长
敏
+1 位作者
张宏达
叶桃红
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第5期834-843,共10页
采用大涡模拟(LES)方法研究横向主流与壁面射流均为高雷诺数的壁面横侧射流(JICF),采用动态Smagorinsky涡粘模型对亚格子尺度进行封闭。数值模拟结果中,近场和远场的平均速度、均方根值均与实验结果符合很好。瞬时压力等值面在射流迎风...
采用大涡模拟(LES)方法研究横向主流与壁面射流均为高雷诺数的壁面横侧射流(JICF),采用动态Smagorinsky涡粘模型对亚格子尺度进行封闭。数值模拟结果中,近场和远场的平均速度、均方根值均与实验结果符合很好。瞬时压力等值面在射流迎风侧与射流迹线成正交关系,表明JICF近场迎风涡是由于射流出口上游剪切层Kelvin Helmholtz不稳定性引起的。基于长度尺度RD,Broadwell和Breidenthal提出了射流迹线公式,通过拟合数值模拟结果得到公式中常数A=1.35,B=0.3。采用平均流线、平均场涡量与Q准则分析三维涡旋结构。横向主流遇到射流后发生夹带现象,在射流出口下游受涡旋结构的影响发生卷起;平均涡量等值面表明,反向旋转涡对(CVP)的涡旋方向与射流出口下游马蹄涡两个分支的涡旋方向相反;由于横向主流和射流雷诺数较高,Q准则表征的涡旋结构在射流出口下游一倍射流直径位置开始发生破碎。
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关键词
湍流
横侧射流
大涡模拟
反向旋转涡对
马蹄涡
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职称材料
基于改进多维条件映射模型的稀疏拉格朗日模拟
被引量：
2
2
作者
韦微
徐栋
+1 位作者
曹
长
敏
叶桃红
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第7期1312-1319,共8页
发展基于MMC(多维条件映射模型)的稀疏拉格朗日模拟,可大幅降低PDF方法的计算量。通过计算一系列简单的圆管射流算例来验证改进的MMC模型的适用性,并分析稀疏拉格朗日模拟RMS统计结果中的随机噪音误差。由于MMC模型对标量梯度较大的剪...
发展基于MMC(多维条件映射模型)的稀疏拉格朗日模拟,可大幅降低PDF方法的计算量。通过计算一系列简单的圆管射流算例来验证改进的MMC模型的适用性,并分析稀疏拉格朗日模拟RMS统计结果中的随机噪音误差。由于MMC模型对标量梯度较大的剪切层作用较为明显,同时考虑粒子数变化对参考空间特征值的影响,提出一个稀疏拉格朗日MMC的普适模型,对MMC模型中的小尺度混合过程的模化进行改进。采用改进的模型对圆管射流问题进行模拟,计算结果表明,提出的模型具有通用性,与文献报道中的给定相空间特征值的方法模拟结果基本一致;同时,开展了稀疏粒子场统计均方根中噪声的产生及变化规律的研究,计算结果表明稀疏的拉格朗日模拟中出现的随机噪音干扰大小取决于LES网格从粒子场取值的方式,选取的粒子越多则噪音越小。
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关键词
条件映射
概率密度函数
小尺度混合模型
稀疏拉格朗日模拟
大涡模拟
紊流燃烧
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职称材料
超声速H_2/Air湍流扩散燃烧RANS数值模拟
被引量：
2
3
作者
曹
长
敏
叶桃红
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第1期89-96,共8页
为了研究修正的火焰面反应进度变量燃烧模型在超声速湍流扩散燃烧问题中的适用性,对德国宇航中心(DLR)超声速燃烧室开展RANS数值模拟。基于Open Foam软件平台中密度求解器分别对三维冷态场和燃烧场进行模拟分析。将网格自适应加密技术...
为了研究修正的火焰面反应进度变量燃烧模型在超声速湍流扩散燃烧问题中的适用性,对德国宇航中心(DLR)超声速燃烧室开展RANS数值模拟。基于Open Foam软件平台中密度求解器分别对三维冷态场和燃烧场进行模拟分析。将网格自适应加密技术用于流场的计算;燃烧场计算中,通过分析不同压力下层流火焰面数据库,引入了反应进度变量源项的压力修正系数,压力修正系数α等于2.2。计算结果表明,冷态场中压力分布、波系分布、速度分布以及燃烧场中波系分布、速度分布、温度分布结果均与实验值符合较好。压力修正方法能够较好地解决超声速湍流扩散燃烧问题。湍流Schmidt数敏感性分析表明,湍流Schmidt数Sct对湍流火焰结构有较大影响,文中Sct等于0.7时能得到与实验值较为一致的分布。
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关键词
超声速湍流燃烧
数值模拟
火焰面模型
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职称材料
超声速横侧射流混合特性的大涡模拟
4
作者
曹
长
敏
赵马杰
+1 位作者
周涛涛
叶桃红
《中国科学技术大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第8期665-673,共9页
采用大涡模拟方法研究了Gamba超声速燃烧室内的横侧射流流场中大尺度涡旋结构以及当地混合特性.超声速来流受到音速射流流体的阻碍,形成了复杂的激波和涡旋结构.由计算结果中的平均马赫数分布图可以清楚地看到激波结构,包括弧形激波、...
采用大涡模拟方法研究了Gamba超声速燃烧室内的横侧射流流场中大尺度涡旋结构以及当地混合特性.超声速来流受到音速射流流体的阻碍,形成了复杂的激波和涡旋结构.由计算结果中的平均马赫数分布图可以清楚地看到激波结构,包括弧形激波、λ激波、桶状激波以及马赫盘;采用Q准则表征三维涡旋结构,可以看到稳态的反向旋转涡对(CVP)、尾迹反向旋转涡对(TCVP)、马蹄涡以及非稳态的射流剪切层涡等结构;此外,由平均流线图可以看到,TCVP结构与CVP结构的旋转方向相反,不对称的CVP结构导致燃料质量分数展向分布不均匀.引入概率密度函数方法分析当地混合特性,结果表明射流近场混合主要发生在射流出口上游回流区以及桶状激波下侧和射流剪切层下侧的射流尾迹区内;射流远场混合分数的概率密度分布从β分布逐渐过渡为高斯分布.研究射流浓度衰减特征,结果表明氢气质量分数沿射流浓度最大迹线呈指数-0.7衰减.
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关键词
超声速横侧射流
大涡模拟
大尺度涡旋结构
混合特征
概率密度函数
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职称材料
题名
高雷诺数湍流横侧射流的大涡模拟
被引量：
3
1
作者
赵马杰
曹
长
敏
张宏达
叶桃红
机构
中国科学技术大学热科学与能源工程系
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第5期834-843,共10页
基金
国家自然科学基金(51176178)
国家自然科学重点基金(50936005)
文摘
采用大涡模拟(LES)方法研究横向主流与壁面射流均为高雷诺数的壁面横侧射流(JICF),采用动态Smagorinsky涡粘模型对亚格子尺度进行封闭。数值模拟结果中,近场和远场的平均速度、均方根值均与实验结果符合很好。瞬时压力等值面在射流迎风侧与射流迹线成正交关系,表明JICF近场迎风涡是由于射流出口上游剪切层Kelvin Helmholtz不稳定性引起的。基于长度尺度RD,Broadwell和Breidenthal提出了射流迹线公式,通过拟合数值模拟结果得到公式中常数A=1.35,B=0.3。采用平均流线、平均场涡量与Q准则分析三维涡旋结构。横向主流遇到射流后发生夹带现象,在射流出口下游受涡旋结构的影响发生卷起;平均涡量等值面表明,反向旋转涡对(CVP)的涡旋方向与射流出口下游马蹄涡两个分支的涡旋方向相反;由于横向主流和射流雷诺数较高,Q准则表征的涡旋结构在射流出口下游一倍射流直径位置开始发生破碎。
关键词
湍流
横侧射流
大涡模拟
反向旋转涡对
马蹄涡
Keywords
Turbulence
Jet in cross-flow
Large eddy simulation
Counter-rotating vortex pair
Horseshoe vortices
分类号
TK472.6 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
基于改进多维条件映射模型的稀疏拉格朗日模拟
被引量：
2
2
作者
韦微
徐栋
曹
长
敏
叶桃红
机构
中国科学技术大学热科学与能源工程系
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第7期1312-1319,共8页
基金
国家自然科学基金重大研究计划面上项目(91441117)
文摘
发展基于MMC(多维条件映射模型)的稀疏拉格朗日模拟,可大幅降低PDF方法的计算量。通过计算一系列简单的圆管射流算例来验证改进的MMC模型的适用性,并分析稀疏拉格朗日模拟RMS统计结果中的随机噪音误差。由于MMC模型对标量梯度较大的剪切层作用较为明显,同时考虑粒子数变化对参考空间特征值的影响,提出一个稀疏拉格朗日MMC的普适模型,对MMC模型中的小尺度混合过程的模化进行改进。采用改进的模型对圆管射流问题进行模拟,计算结果表明,提出的模型具有通用性,与文献报道中的给定相空间特征值的方法模拟结果基本一致;同时,开展了稀疏粒子场统计均方根中噪声的产生及变化规律的研究,计算结果表明稀疏的拉格朗日模拟中出现的随机噪音干扰大小取决于LES网格从粒子场取值的方式,选取的粒子越多则噪音越小。
关键词
条件映射
概率密度函数
小尺度混合模型
稀疏拉格朗日模拟
大涡模拟
紊流燃烧
Keywords
Mapping closure
Probability density function（PDF）
Small scale mixing model
Sparse-Lagrangian simulations
Large eddy simulation
Turbulent combustion
分类号
TK16 [动力工程及工程热物理—热能工程]
下载PDF
职称材料
题名
超声速H_2/Air湍流扩散燃烧RANS数值模拟
被引量：
2
3
作者
曹
长
敏
叶桃红
机构
中国科学技术大学热科学与能源工程系
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第1期89-96,共8页
基金
国家自然科学基金(51176178)
国家自然科学重点基金(50936005)
文摘
为了研究修正的火焰面反应进度变量燃烧模型在超声速湍流扩散燃烧问题中的适用性,对德国宇航中心(DLR)超声速燃烧室开展RANS数值模拟。基于Open Foam软件平台中密度求解器分别对三维冷态场和燃烧场进行模拟分析。将网格自适应加密技术用于流场的计算;燃烧场计算中,通过分析不同压力下层流火焰面数据库,引入了反应进度变量源项的压力修正系数,压力修正系数α等于2.2。计算结果表明,冷态场中压力分布、波系分布、速度分布以及燃烧场中波系分布、速度分布、温度分布结果均与实验值符合较好。压力修正方法能够较好地解决超声速湍流扩散燃烧问题。湍流Schmidt数敏感性分析表明,湍流Schmidt数Sct对湍流火焰结构有较大影响,文中Sct等于0.7时能得到与实验值较为一致的分布。
关键词
超声速湍流燃烧
数值模拟
火焰面模型
Keywords
Supersonic turbulent combustion
Numerical simulation
Flamelet model
分类号
TK16 [动力工程及工程热物理—热能工程]
下载PDF
职称材料
题名
超声速横侧射流混合特性的大涡模拟
4
作者
曹
长
敏
赵马杰
周涛涛
叶桃红
机构
中国科学技术大学热科学和能源工程系
出处
《中国科学技术大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第8期665-673,共9页
基金
国家自然科学基金(51176178)
国家重点自然科学基金(50936005)资助
文摘
采用大涡模拟方法研究了Gamba超声速燃烧室内的横侧射流流场中大尺度涡旋结构以及当地混合特性.超声速来流受到音速射流流体的阻碍,形成了复杂的激波和涡旋结构.由计算结果中的平均马赫数分布图可以清楚地看到激波结构,包括弧形激波、λ激波、桶状激波以及马赫盘;采用Q准则表征三维涡旋结构,可以看到稳态的反向旋转涡对(CVP)、尾迹反向旋转涡对(TCVP)、马蹄涡以及非稳态的射流剪切层涡等结构;此外,由平均流线图可以看到,TCVP结构与CVP结构的旋转方向相反,不对称的CVP结构导致燃料质量分数展向分布不均匀.引入概率密度函数方法分析当地混合特性,结果表明射流近场混合主要发生在射流出口上游回流区以及桶状激波下侧和射流剪切层下侧的射流尾迹区内;射流远场混合分数的概率密度分布从β分布逐渐过渡为高斯分布.研究射流浓度衰减特征,结果表明氢气质量分数沿射流浓度最大迹线呈指数-0.7衰减.
关键词
超声速横侧射流
大涡模拟
大尺度涡旋结构
混合特征
概率密度函数
Keywords
jet in supersonic cross-flow
large eddy simulation
large scale vertical structure
mixing characteristic
probability density function(PDF)
分类号
O358 [理学—流体力学]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高雷诺数湍流横侧射流的大涡模拟
赵马杰
曹
长
敏
张宏达
叶桃红
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
3
下载PDF
职称材料
2
基于改进多维条件映射模型的稀疏拉格朗日模拟
韦微
徐栋
曹
长
敏
叶桃红
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
2
下载PDF
职称材料
3
超声速H_2/Air湍流扩散燃烧RANS数值模拟
曹
长
敏
叶桃红
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
2
下载PDF
职称材料
4
超声速横侧射流混合特性的大涡模拟
曹
长
敏
赵马杰
周涛涛
叶桃红
《中国科学技术大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2015
0
下载PDF
职称材料
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