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考虑通风影响的寒区隧道围岩温度场及防寒保温材料敷设长度研究 被引量:56
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作者 谭贤君 陈卫忠 +1 位作者 于洪丹 刘豆豆 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1400-1409,共10页
基于流体力学、传热学和空气动力学的基本原理与方法,推导出考虑通风影响的寒区隧道围岩温度场模型,该模型包括:围岩温度场控制方程、隧道内风温场控制方程以及风流场湍流控制方程。在此基础上,采用数值分析方法探讨西藏嘎隆拉隧道通风... 基于流体力学、传热学和空气动力学的基本原理与方法,推导出考虑通风影响的寒区隧道围岩温度场模型,该模型包括:围岩温度场控制方程、隧道内风温场控制方程以及风流场湍流控制方程。在此基础上,采用数值分析方法探讨西藏嘎隆拉隧道通风条件下围岩温度场的变化规律及其防寒保温措施。研究结果表明:隧道未开挖前,随着季节的变化,山体浅部温度出现明显变化,该变化较明显的深度为18 m,当岩体埋深大于18 m后,岩体温度随季节的变化幅值小于0.5℃;隧道贯通后,由于通风影响,在环境温度最冷月(1月),隧道进出口段一定范围内的围岩温度出现了0℃以下的不利工况,进一步研究显示:在嘎隆拉隧道进口端600 m和出口端400 m范围内,二衬表面敷设6 cm厚的聚酚醛保温材料,可以有效地防止嘎隆拉隧道衬砌和围岩发生冻融破坏。 展开更多
关键词 隧道工程 寒区隧道 湍流 风流场 温度场
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轿车外流场CFD分析中常用k-ε湍流模型的对比 被引量:35
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作者 梁建永 梁军 +1 位作者 范士杰 张家林 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第10期846-852,共7页
首先介绍了在CFD分析中常用的3种k-ε湍流模型及其适用性。然后针对某轿车的外流场分别用这3种k-ε湍流模型进行数值模拟,并与试验值进行了比较。结果表明,Realizablek-ε湍流模型具有较好的收敛性和精确性。
关键词 轿车 计算流体动力学 湍流模型 流场
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旋风分离器内高速旋转流场的数值计算方法选择 被引量:26
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作者 蒋梦婷 王博 +1 位作者 陈言信 徐德龙 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期2736-2744,共9页
数值计算方法已成为研究旋风分离器内部流场的重要途径。利用计算流体力学方法对旋风分离器内部气相流场进行了数值模拟研究。分析了不同湍流模型、离散化方式和压力插值方式对旋风分离器内部计算流场的影响,并将所得数值结果与已知的... 数值计算方法已成为研究旋风分离器内部流场的重要途径。利用计算流体力学方法对旋风分离器内部气相流场进行了数值模拟研究。分析了不同湍流模型、离散化方式和压力插值方式对旋风分离器内部计算流场的影响,并将所得数值结果与已知的实验数据进行了对比,以期得到最适合的数值模型。结果表明:对于旋风分离器内部复杂流场的流动,运用雷诺应力模型(Low-Re Stress-Omega)能够较好地预测出强制涡中心涡流的运动情况,同时采用SIMPLEC算法、二阶迎风离散化方式和PRESTO压力梯度插补格式能够获得最好的预报结果。 展开更多
关键词 旋风分离器 计算流体力学(CFD) 湍流模型 流场
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流体机械中高雷诺数流动的大涡模拟 被引量:5
4
作者 杨建明 吴玉林 曹树良 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第2期184-188,共5页
本文应用大涡模拟方法建立了管道流在高雷诺数条件下的数值求解方法,推导了用求和下标所表示的三维控制方程在贴体坐标下的张量形式.应用有限差分法对控制方程进行离散求解,用编制的三维湍流场LES计算程序对方弯管内的流动进行了计... 本文应用大涡模拟方法建立了管道流在高雷诺数条件下的数值求解方法,推导了用求和下标所表示的三维控制方程在贴体坐标下的张量形式.应用有限差分法对控制方程进行离散求解,用编制的三维湍流场LES计算程序对方弯管内的流动进行了计算验证. 展开更多
关键词 N-S方程 大涡模拟 湍流模型 涡粘性 流场
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复合式水力旋流器内部流场的数值模拟 被引量:14
5
作者 王尊策 时培明 吕凤霞 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期125-128,共4页
复合式水力旋流器是综合了动态和静态旋流器各自优点的新型水力旋流器。采用修正的RNGK ε模型,对复合式水力旋流器内部流场进行了数值模拟。计算结果与实验所得数据基本吻合,证明了模型和算法的正确性。其中,轴向速度和切向速度的数值... 复合式水力旋流器是综合了动态和静态旋流器各自优点的新型水力旋流器。采用修正的RNGK ε模型,对复合式水力旋流器内部流场进行了数值模拟。计算结果与实验所得数据基本吻合,证明了模型和算法的正确性。其中,轴向速度和切向速度的数值模拟结果和实际测量结果非常接近;在器壁附近的外自由涡区,切向速度的数值计算与实际测量数值基本一致。对径向速度分布规律的模拟将有助于对旋流器的结构及性能的分析,所建立的数学模型和所使用的计算方法为进一步研究复合式水力旋流器的分离机理、流场特性及结构优化设计提供了一条有效的途径。 展开更多
关键词 复合式水力旋流器 湍流 流场 轴向速度 切向速度 数学模型 数值模拟
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城市街道峡谷对称性对内部气流场的影响研究 被引量:20
6
作者 何泽能 高阳华 +1 位作者 李永华 李振山 《气象与环境学报》 2008年第2期62-67,共6页
应用雷诺应力湍流模型,模拟了不同高度比的城市街道峡谷的气流场。结果表明:峡谷的对称性对其内部气流场有显著影响。前高后低型峡谷下部为逆时针旋涡,上部为顺时针旋涡,峡谷越深,流场发展的越充分;峡谷内部墙面存在明显的驻点。前低后... 应用雷诺应力湍流模型,模拟了不同高度比的城市街道峡谷的气流场。结果表明:峡谷的对称性对其内部气流场有显著影响。前高后低型峡谷下部为逆时针旋涡,上部为顺时针旋涡,峡谷越深,流场发展的越充分;峡谷内部墙面存在明显的驻点。前低后高型峡谷只存在一个大的顺时针旋涡,随着峡谷的加深,内部气流速率有减小的趋势;峡谷达到一定深度后出现驻点。对称型峡谷内部形成了顺时针旋涡,强度不大;随着峡谷的加深,内部流场转为一顺一反2个旋涡的二元结构;仅当峡谷很深时才出现明显驻点。前低后高型峡谷的气流场形式更有利于污染物的迁移、扩散,在城市规划中应尽量结合主导风向设计这类建筑布局。 展开更多
关键词 街道峡谷 湍流模型 气流场 旋涡
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旅客列车空调硬座车厢内热舒适性研究 被引量:17
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作者 张登春 翁培奋 邹声华 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期35-40,共6页
空调车内气流组织研究是车厢内环境控制的基础,合理的气流组织可有效地改善乘客的热舒适性。采用k-ε湍流模型,对载客车厢内三维空气流场和温度场进行了数值计算,在此基础上利用PMV(Predicted MeanVote)指标分析了车厢内人体热舒适性。... 空调车内气流组织研究是车厢内环境控制的基础,合理的气流组织可有效地改善乘客的热舒适性。采用k-ε湍流模型,对载客车厢内三维空气流场和温度场进行了数值计算,在此基础上利用PMV(Predicted MeanVote)指标分析了车厢内人体热舒适性。计算结果表明:在现有的条缝送风条件下,除车厢中部和两端外,车厢内气流分布比较均匀;由于回风口位于车厢两端,车厢中部和端部PMV分布不同,端部人体热舒适感较好,中部较差;座位区由于人员集中和受太阳照射的影响,温度较高,PMV值偏大;过道区温度适中,人体热舒适感较好。研究结果对空调车内气流组织优化设计和改善人体热舒适环境有一定参考价值。 展开更多
关键词 铁路客车 湍流模型 流场 温度场 热舒适
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载人列车车厢内空气流场温度场数值模拟 被引量:20
8
作者 张登春 翁培奋 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期904-910,共7页
采用稳态不可压缩雷诺时均N-S方程、k-ε湍流模型,计算了载人列车车厢内三维空气流场和温度场。将太阳辐射热和人体散热作为能量方程的附加源项,研究了在条缝送风条件下,乘客和太阳辐射对车厢内流场和温度场的影响。计算结果表明:现有... 采用稳态不可压缩雷诺时均N-S方程、k-ε湍流模型,计算了载人列车车厢内三维空气流场和温度场。将太阳辐射热和人体散热作为能量方程的附加源项,研究了在条缝送风条件下,乘客和太阳辐射对车厢内流场和温度场的影响。计算结果表明:现有的送风方式除车厢两端外,车厢内沿长度方向气流分布比较均匀;送风口的布置对车厢内流场温度场分布影响较大,送风气流在车厢两侧形成两股比较大的流动旋涡;人体散热和太阳辐射对车厢内流场温度场影响较大,非空载时车厢内流场分布与空载时有较大差别,太阳照射和人体产生的热气流使车厢内存在较大的温度梯度,靠窗处的温度较高,过道处温度较低。流场温度场的计算结果和实验数据吻合较好。 展开更多
关键词 车厢 湍流模型 流场 温度场 计算流体动力学
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水力旋流器湍流场数值模拟 被引量:11
9
作者 戴光清 李建明 陈文梅 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第1期123-126,共4页
引言 水力旋流器作为一种简便、易行和高效率的分离、分级和离心沉降设备,已被广泛应用于化工、冶金、石油等众多工业领域中.以往的水力旋流器设计主要是根据大量物理模型试验得出的经验准数方程来求出旋流器的几何结构参数和操作参数.... 引言 水力旋流器作为一种简便、易行和高效率的分离、分级和离心沉降设备,已被广泛应用于化工、冶金、石油等众多工业领域中.以往的水力旋流器设计主要是根据大量物理模型试验得出的经验准数方程来求出旋流器的几何结构参数和操作参数.然而,随着水力旋流器应用范围的迅速扩大和人们对其分离(级)性能指标的要求日益提高,传统的按经验或半经验公式进行旋流器设计方法的局限性越来越明显,以及物模试验的耗时费钱,已促使人们开始采用数值模拟的方法,通过对旋流器内部流体运动的深入研究,弄清旋流器的分离机理,以便为提高水力旋流器的分离效率和分级准确度予以理论指导.本文采用了适于水力旋流器液相(水)流场的K-ε湍流数学模型,对水力旋流器内的湍流运动规律进行了数值模拟并根据激光实测结果对部分模型常数进行了修正. 展开更多
关键词 水力旋流器 湍流 数值模拟 流场 分离
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Rayleigh-Bénard湍流对流实验研究进展 被引量:11
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作者 王晋军 夏克青 王晋军 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 1999年第4期557-566,共10页
近十年来,人们的注意力集中到关于Rnyleigh-Benard硬湍流对流的研究,得到了硬湍流状态下温度场和速度场的主要特征,证实了大尺度环流在热对流中起主导作用等,但对大尺度环流与周围流体及热卷流的相互作用机理还不很... 近十年来,人们的注意力集中到关于Rnyleigh-Benard硬湍流对流的研究,得到了硬湍流状态下温度场和速度场的主要特征,证实了大尺度环流在热对流中起主导作用等,但对大尺度环流与周围流体及热卷流的相互作用机理还不很清楚,硬湍流是否为Rnyleigh-Benard对流的极限状态仍有不同看法,本文将对有关这方面的研究进展作一简要的回顾,并就今后的研究工作发表一些看法. 展开更多
关键词 湍流 实验研究 湍流对流 硬湍流 大尺度 研究
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复杂结构气体燃烧器三维流场和燃烧状况数值模拟 被引量:13
11
作者 吴德飞 毛羽 +5 位作者 江华 王娟 仇性启 王宗明 孙毅 蒋元丁 《石油大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2003年第2期93-97,共5页
以美国JohnZink公司一种瓦斯燃烧器为几何原型 ,保持燃烧器和稳焰旋流器附近的三维复杂形状 ,生成了包括燃烧器和炉膛的结构化网格。以甲烷为燃料 ,采用标准的k ε湍流模型、双δ混合燃烧模型和蒙特卡洛辐射换热模型对燃烧器内的流动及... 以美国JohnZink公司一种瓦斯燃烧器为几何原型 ,保持燃烧器和稳焰旋流器附近的三维复杂形状 ,生成了包括燃烧器和炉膛的结构化网格。以甲烷为燃料 ,采用标准的k ε湍流模型、双δ混合燃烧模型和蒙特卡洛辐射换热模型对燃烧器内的流动及燃烧状况进行了全尺寸数值模拟 ,计算了旋流器附近的复杂流场 ,预测了燃烧器流场、温度场以及各组分的分布状况。计算结果表明 ,标准的k ε湍流模型、双δ混合燃烧模型和蒙特卡洛辐射换热模型能够用于计算复杂结构内的流动和燃烧过程。 展开更多
关键词 复杂结构 气体燃烧器 三维流场 燃烧状况 数值模拟 燃烧模型 辐射模型 结构化网格
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填料塔轴径向气体分布器气体流场的数值模拟 被引量:12
12
作者 张吕鸿 李鑫钢 +2 位作者 姜斌 余国琮 范毓润 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期623-627,共5页
采用 K- ε双方程模型 ,用有限元方法对轴径向气体分布器的气体流场进行了数值模拟 ,其结果与实验结果吻合良好 ,表明数值模拟可以有效预测较实验更为详细的气流运动特点 .
关键词 填料塔 气体分布器 速率场 湍流 数值模拟 气体流场 传质设备 K-ε双方程模型
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喷嘴参数对射流结构影响的数值模拟 被引量:12
13
作者 沈银华 邓松圣 张攀锋 《水科学与工程技术》 2007年第2期6-9,共4页
根据现有实验条件,建立了物理模型和数学模型。选用k-ε紊流模型,并采用SIMPLEC算法进行数值计算。计算结果表明,角形喷嘴射流没有等速核段,轴心速度衰减与锥形喷嘴射流基本段轴心速度衰减相似,射流断面速度分布具有自模性。从角形喷嘴... 根据现有实验条件,建立了物理模型和数学模型。选用k-ε紊流模型,并采用SIMPLEC算法进行数值计算。计算结果表明,角形喷嘴射流没有等速核段,轴心速度衰减与锥形喷嘴射流基本段轴心速度衰减相似,射流断面速度分布具有自模性。从角形喷嘴功能要求及射流动力特性出发,扩散角在30°附近有一较佳值;扩散段长度应达到一定值;圆柱段长度在8mm附近有一较佳值。 展开更多
关键词 角形喷嘴 淹没射流 紊流 流场 数值模拟
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高速湍流流场气动光学传输效应研究 被引量:12
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作者 刘纯胜 张天序 殷兴良 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期681-686,共6页
高速飞行器在大气层中高速飞行时,其头罩表面受大气气流的影响产生严重的气动光学效应。头罩周围湍流流场的高频变化,将影响来自目标的红外辐射光线的传输,使导引头成像器中目标图像产生模糊、抖动、偏移和能量衰减,给红外成像末制导带... 高速飞行器在大气层中高速飞行时,其头罩表面受大气气流的影响产生严重的气动光学效应。头罩周围湍流流场的高频变化,将影响来自目标的红外辐射光线的传输,使导引头成像器中目标图像产生模糊、抖动、偏移和能量衰减,给红外成像末制导带来不利影响,降低导引头对目标的探测、跟踪与识别能力,进而影响末制导精度。以红外成像制导技术在高速拦截器上的应用需求为背景,进行了高速湍流流场光学传输效应理论计算基本方法的分析,介绍了建立的数学模型和仿真软件,最后给出了典型状态下的计算结果。 展开更多
关键词 气动光学效应 红外导引头 湍流流场 数字仿真 点扩散函数
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发夹式换热器管束流致振动数值模拟研究 被引量:13
15
作者 谭蔚 张天保 +1 位作者 郭凯 王一鹏 《压力容器》 北大核心 2020年第3期15-20,49,共7页
运用计算流体力学方法,采用ANSYS CFX软件对发夹式换热器的壳侧流场进行了三维数值模拟。流场计算中采用多孔介质模型对管束区域进行简化,分析了壳侧流场的速度分布,结果表明:直管段部分的流体湍流强度大于弯管段,且外层管束所在区域为... 运用计算流体力学方法,采用ANSYS CFX软件对发夹式换热器的壳侧流场进行了三维数值模拟。流场计算中采用多孔介质模型对管束区域进行简化,分析了壳侧流场的速度分布,结果表明:直管段部分的流体湍流强度大于弯管段,且外层管束所在区域为高流速区,受流体冲刷严重。结合流场信息,通过功率谱生成随机激振力,采用ABAQUS软件模拟计算了湍流激振下管束的振动响应,结果显示管束的面外均方根位移远大于面内位移,且弯管部分的振动位移最大。该研究结果可为发夹式换热器的性能分析和优化设计提供参考和依据。 展开更多
关键词 发夹式换热器 流致振动 湍流激振 功率谱 流场
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湍流模型变化对汽轮发电机转子热流场影响 被引量:13
16
作者 路义萍 潘庆辉 +1 位作者 孙雪梅 韩家德 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期72-77,共6页
以某大型空冷汽轮发电机转子为例,建立了包括护环在内的半转子风路最长的线圈整槽三维物理模型,基于计算流体动力学原理,采用有限体积法,在相同的计算条件、网格划分前提下,研究了3种不同的湍流两方程模型——Standard k-ε模型、Realiz... 以某大型空冷汽轮发电机转子为例,建立了包括护环在内的半转子风路最长的线圈整槽三维物理模型,基于计算流体动力学原理,采用有限体积法,在相同的计算条件、网格划分前提下,研究了3种不同的湍流两方程模型——Standard k-ε模型、Realizable k-ε模型和RNG k-ε模型对转子三维流场和温度场的影响。结果表明:采用不同湍流模型对转子温度分布及峰值位置计算结果影响显著,RNG k-ε模型计算的温度结果偏高,Standard k-ε模型计算的温度结果偏低,Realizable k-ε模型计算出的温度结果更接近实际情况。结论可为大型空冷汽轮发电机转子数值模拟提供理论参考。 展开更多
关键词 湍流模型 空冷汽轮发电机 转子 温度场 数值模拟
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Water Modeling of Optimizing Tundish Flow Field 被引量:11
17
作者 LIU Jin-gang YAN Hui-cheng +1 位作者 LIU Liu WANG Xin-hua 《Journal of Iron and Steel Research International》 SCIE EI CAS CSCD 2007年第3期13-19,共7页
In the water modeling experiments, three cases were considered, i. e, , a bare tundish, a tundish equipped with a turbulence inhibitor, and a rectangular tundish equipped with weirs (dams) and a turbulence inhibitor... In the water modeling experiments, three cases were considered, i. e, , a bare tundish, a tundish equipped with a turbulence inhibitor, and a rectangular tundish equipped with weirs (dams) and a turbulence inhibitor. Comparing the RTD curves, inclusion separation, and the result of the streamline experiment, it can be found that the tundish equipped with weirs (dams) and a turbulence inhibitor has a great effect on the flow field and the inclusion separation when compared with the sole use or no use of the turbulent inhibitor or weirs (dams). In addition, the enlargement of the distance between the weir and dam will result in a better effect when the tundish equipped with weirs (dam) and a turbulence inhibitor was used. 展开更多
关键词 TUNDISH flow field turbulence inhibitor WEIR DAM water modeling experiment
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湍流模型在圆管螺旋流场模拟中的应用与对比 被引量:11
18
作者 蒋明虎 徐保蕊 赵立新 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期38-43,共6页
基于计算流体动力学分析软件Fluent,分别采用标准k-ε模型、RNG k-ε模型、Realizable k-ε模型及雷诺应力方程模型(RSM)4种湍流模型,对环空圆管内螺旋流单相流体流动进行模拟。重点分析了不同湍流模型计算的速度、速度矢量及涡量场分布... 基于计算流体动力学分析软件Fluent,分别采用标准k-ε模型、RNG k-ε模型、Realizable k-ε模型及雷诺应力方程模型(RSM)4种湍流模型,对环空圆管内螺旋流单相流体流动进行模拟。重点分析了不同湍流模型计算的速度、速度矢量及涡量场分布,得出在模拟螺旋流道内强旋流方面,RSM具有更为明显的优势。利用量纲一分析方法将数值模拟结果与其他研究者的PIV实测结果对比,验证了RSM数值模拟结果的准确性。从量纲一压力随轴向位置变化曲线来看,环空圆管螺旋分离器虽然结构简单,但依然存在较为复杂的湍流流场分布,如何形成高效、稳定的分离流场是接下来研究的重点。 展开更多
关键词 环空圆管 螺旋流 数值模拟 湍流模型 流场 量纲一分析
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三维横向紊动射流流场结构的数值分析 被引量:10
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作者 郭婷婷 李少华 徐忠 《动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期244-248,共5页
对横向紊动射流流场结构、流动机理的研究具有重要的学术意义,同时对解决工程应用中存在的许多问题具有指导作用。利用RNG模型对横流中单股紊动射流流场的流动特性进行了数值模拟。运用SIMPLEC算法求解了适体坐标系下的控制方程,壁面函... 对横向紊动射流流场结构、流动机理的研究具有重要的学术意义,同时对解决工程应用中存在的许多问题具有指导作用。利用RNG模型对横流中单股紊动射流流场的流动特性进行了数值模拟。运用SIMPLEC算法求解了适体坐标系下的控制方程,壁面函数法处理近壁区流动。得到了射流与主气流速度比为2和4的流场。结果表明:较大的射流速度对主气流流场影响大;射流内部已形成明显的反向涡旋对(CVP);射流喷孔上游处出现了主气流向喷孔内部流动的趋势;射流喷孔背风侧存在尾迹区。 展开更多
关键词 工程热物理 紊动射流 湍流模型 数值模拟 流场
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旋流分离器流场模拟研究方法优化选择 被引量:11
20
作者 陈建磊 何利民 +1 位作者 罗小明 魏彦海 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期721-727,共7页
对旋流分离器流场计算流体力学研究中的湍流模型、网格划分方案、控制方程离散格式及计算步骤等内容的选择进行了分析.通过与流场测量数据进行对比,指出雷诺应力模型比RNG k-ε模型更能表征分离器切向速度场的组合涡特征;非结构六面体... 对旋流分离器流场计算流体力学研究中的湍流模型、网格划分方案、控制方程离散格式及计算步骤等内容的选择进行了分析.通过与流场测量数据进行对比,指出雷诺应力模型比RNG k-ε模型更能表征分离器切向速度场的组合涡特征;非结构六面体网格划分方案的预测结果更精确;二阶迎风格式的模拟精度并不一定比QUICK格式的模拟精度差,在分离器结构设计及网格划分较复杂的情况下,推荐使用二阶迎风格式;在PISO算法的非稳态计算条件下,收敛残差量级可达10-6以上.优选的流场模拟研究方法可用于分离器流场分析及指导分离器工程设计. 展开更多
关键词 旋流分离器 数值模拟 湍流模型 流场
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