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-湍流模型及其在FLUENT软件中的应用 被引量:142
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作者 熊莉芳 林源 李世武 《工业加热》 CAS 2007年第4期13-15,共3页
由于流体湍流运动机理和规律的复杂性,目前尚未找到对各种流动情况都十分有效的模型。不过,工程上应用最广泛的是-两方程模型。应用-两方程模型通过对某管道湍流稳态的模拟并与理论分析比较,以及对某空气管道非稳态的流固耦合问题进行... 由于流体湍流运动机理和规律的复杂性,目前尚未找到对各种流动情况都十分有效的模型。不过,工程上应用最广泛的是-两方程模型。应用-两方程模型通过对某管道湍流稳态的模拟并与理论分析比较,以及对某空气管道非稳态的流固耦合问题进行数值模拟,结果证明-湍流模型对于内部的稳态或非稳态的充分发展湍流都很适用,再结合在壁面附近区域采用有效的壁面函数法,可以得到令人满意的结果。 展开更多
关键词 湍流 湍流模型 数值模拟 FLUENT 管道
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90°弯管内流动的理论模型及流动特性的数值研究 被引量:77
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作者 丁珏 翁培奋 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期314-321,329,共9页
从三维不可压缩雷诺时均Navier-Stokes方程出发,对90°弯曲管道内湍流流动进行数值模拟。网格划分采用六面体网格,湍流模型为RNGk-ε模型,在近壁区采用两层壁面模型进行修正,流场的计算结果与实验数据吻合较好。在此基础上,本文数... 从三维不可压缩雷诺时均Navier-Stokes方程出发,对90°弯曲管道内湍流流动进行数值模拟。网格划分采用六面体网格,湍流模型为RNGk-ε模型,在近壁区采用两层壁面模型进行修正,流场的计算结果与实验数据吻合较好。在此基础上,本文数值研究了来流方向对流场结构和流动特性的影响。得出在弯管流场中发生了分离现象,且随着来流侧滑角的增大,分离区范围增大。此外,随着来流从同一侧滑角变换至同一攻角时,横截面的二次流图像中也从具有两个对称主涡变成只具有一个主涡的现象。 展开更多
关键词 弯曲管道Navier—Stokes方程 湍流模型 流动特性
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不同湍流模型在螺旋桨水动力性能计算中的应用与比较 被引量:57
3
作者 黄胜 王超 王诗洋 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期481-485,共5页
为了研究不同湍流模型在螺旋桨水动力性能预报中的适用性,运用计算流体力学软件对粘性流场中螺旋桨的敞水性能进行了计算研究.分别采用标准模型k-ε、RNGk-ε模型和雷诺应力方程模型(RSM)模拟了敞水螺旋桨在不同进速系数下的推力系数、... 为了研究不同湍流模型在螺旋桨水动力性能预报中的适用性,运用计算流体力学软件对粘性流场中螺旋桨的敞水性能进行了计算研究.分别采用标准模型k-ε、RNGk-ε模型和雷诺应力方程模型(RSM)模拟了敞水螺旋桨在不同进速系数下的推力系数、转矩系数等.由3种湍流模型的预报结果与试验值的对比得出:标准模型对螺旋桨水动力性能的数值预报存在明显的缺陷;RNGk-ε模型相对于标准k-ε模型有所改进,但这种改进仍然没有抛弃基于涡粘性假设的基础,对预报精度的改进是有限的;而RSM模型完全抛弃了涡粘性假设,完全求解雷诺应力的微分输运方程,并且考虑了壁面对雷诺应力分布的影响,因此具有较其他2种模型更强的模拟能力. 展开更多
关键词 螺旋桨 水动力性能 湍流模型 粘性流场
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回采工作面温度场分布规律的数值模拟 被引量:45
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作者 周西华 王继仁 +2 位作者 卢国斌 单亚飞 梁栋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期59-63,共5页
从守恒原理出发 ,导出了描述矿井回采工作面风流紊流流动和温度分布的微分方程 .通过对矿内风流流动及热力过程的理论分析和现场实测 ,系统地开展矿内风流流场和风流温度场的分布规律及其耦合作用机理的理论分析研究 ,通过数值模拟 ,初... 从守恒原理出发 ,导出了描述矿井回采工作面风流紊流流动和温度分布的微分方程 .通过对矿内风流流动及热力过程的理论分析和现场实测 ,系统地开展矿内风流流场和风流温度场的分布规律及其耦合作用机理的理论分析研究 ,通过数值模拟 ,初步得出了矿井回采工作面风流温度与各种参数的变化规律 :回采工作面风流温度随风速提高呈负幂函数规律降低 ,随入风流温度升高呈线性升高 。 展开更多
关键词 紊流模型 空度因子 温度场 数值模拟 回采工作面 矿井 风流
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三种湍流模式数值模拟直角弯管内三维分离流动的比较 被引量:41
5
作者 丁珏 翁培奋 《计算物理》 CSCD 北大核心 2003年第5期386-390,共5页
 采用有限体积法数值离散雷诺时均Navier Stokes方程,模拟了方形截面90°大曲率弯曲管道内的三维湍流流动.用3种湍流模式(标准k ε湍流模式、RNGk ε湍流模式、Realizablek ε湍流模式)求解该问题.给出了数学模型和计算结果,并与...  采用有限体积法数值离散雷诺时均Navier Stokes方程,模拟了方形截面90°大曲率弯曲管道内的三维湍流流动.用3种湍流模式(标准k ε湍流模式、RNGk ε湍流模式、Realizablek ε湍流模式)求解该问题.给出了数学模型和计算结果,并与实验数据进行了比较.结果表明,采用RNGk ε湍流模式并结合两层壁面模型的处理,能有效准确地求解强曲率影响的管道内及近壁区湍流的流动. 展开更多
关键词 湍流模式 数值模拟 直角弯曲管道 三维分离流动 有限体积法
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旋风分离器流场的数值计算方法研究 被引量:48
6
作者 魏新利 张海红 王定标 《郑州大学学报(工学版)》 CAS 2005年第1期57-60,共4页
利用计算流体力学软件FLUENT,分别采用k-ε标准模型、RNGk-ε模型和RSM模型湍流模型及不同离散方式对旋风分离器的流场进行了数值模拟研究.通过模拟结果与前人实测结果的对比,确定出了适合旋风分离器的数值计算方法.结果表明:湍流模型... 利用计算流体力学软件FLUENT,分别采用k-ε标准模型、RNGk-ε模型和RSM模型湍流模型及不同离散方式对旋风分离器的流场进行了数值模拟研究.通过模拟结果与前人实测结果的对比,确定出了适合旋风分离器的数值计算方法.结果表明:湍流模型采用各向异性的RSM模型,离散方式采用对流项的QUICK格式和压力梯度项的PRESTO格式,才能获得合理的流场模拟结果该结论为旋风分离器流场的数值模拟及进一步的结构优化设计提供了参考依据. 展开更多
关键词 QUICK格式 离散 RNG 数值计算方法 RSM 标准模型 湍流模型 实测结果 结构优化设计 对流
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湍流模式理论综述 被引量:20
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作者 熊鳌魁 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 北大核心 2001年第4期451-456,共6页
对部分有关湍流模式理论的文献和资料作了总结和归纳,从中简明扼要地勾画出了湍流模式理论的发展脉络和梗概.
关键词 湍流模式 数值模拟 综述 发展历程 流体力学
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不同湍流模型对强旋流动的数值模拟 被引量:28
8
作者 孙锐 李争起 +2 位作者 吴少华 陈力哲 秦裕琨 《动力工程》 CSCD 北大核心 2002年第3期1750-1758,共9页
在径向浓淡旋流煤粉燃烧器单相冷态试验的基础上 ,充分考虑旋转对湍流流场的影响 ,采用 k-ε双方程及其修正模型和二阶矩雷诺应力模型 (DSM) ,对旋流煤粉燃烧器出口强旋流场进行了数值模拟。数值计算结果表明 :k-ε双方程模型定性上可... 在径向浓淡旋流煤粉燃烧器单相冷态试验的基础上 ,充分考虑旋转对湍流流场的影响 ,采用 k-ε双方程及其修正模型和二阶矩雷诺应力模型 (DSM) ,对旋流煤粉燃烧器出口强旋流场进行了数值模拟。数值计算结果表明 :k-ε双方程模型定性上可以预报出强旋流场的主要特点 ,但回流区的预报区域偏大 ,轴向速度的预报结果与试验值有一定差距 ,预报的回流速度偏低 ,速度衰减过快 ,这是由于 k-ε湍流模型采用了较多的简化和未考虑旋转对湍流的影响。采用基于旋转体系使湍流脉动加强和削弱两种作用的修正方法对 k-ε双方程的湍流耗散率方程进行修正。计算结果表明 :从旋转体系可使湍流能量加强出发的 Bardina涡量修正方法 ,预报回流区范围较标准 k-ε湍流模型缩小 ,更加接近于试验值。其计算结果优于使湍流脉动削弱的 Richardson修正。DSM模型对轴向回流速度和切向速度后期分布预报结果较上述模型有较大改善 ,可体现出湍流雷诺应力非均匀各向异性的特点 ,虽然此模型仍有收敛速度慢、计算时间长的缺点 ,但对预报强旋流动是一个精度较高、极具潜力的方法。图 9参 1 展开更多
关键词 湍流模型 强旋流动 数值模拟 炮煤燃烧器 K-ε模型 雷诺应力模型
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混流式水泵水轮机全特性曲线S形区流动特性 被引量:43
9
作者 张兰金 王正伟 常近时 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期39-43,73,共6页
混流式水泵水轮机转轮的离心效应较混流式水轮机明显,形成了全特性曲线上的S形特性。该S形区水泵水轮机流道内流动状况很不稳定,为了详细了解该区域的流动特性,选取等开度下水轮机工况、水轮机飞逸工况、零流量附近水轮机制动工况、零... 混流式水泵水轮机转轮的离心效应较混流式水轮机明显,形成了全特性曲线上的S形特性。该S形区水泵水轮机流道内流动状况很不稳定,为了详细了解该区域的流动特性,选取等开度下水轮机工况、水轮机飞逸工况、零流量附近水轮机制动工况、零流量附近反水泵工况以及反水泵工况等5个工况点进行全流道定常流和非定常流数值分析。定常流动分析表明:全特性曲线上的S形区转轮和导叶流道内存在大量的涡,消耗了大量的水能,致使机组输出功率很小。非定常流场计算表明:在S形过渡工况区,蜗壳与尾水管直锥段内的压力脉动频率与幅值均相近,且幅值小;而导叶至叶片的无叶区和叶片进口的压力脉动幅值高,主要为高频脉动。 展开更多
关键词 水泵水轮机 S形区 湍流模型 非定常流
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紊流数值模拟的现状及进展 被引量:3
10
作者 方祥位 李建中 《陕西水力发电》 2000年第1期16-19,共4页
讨论了紊流数值模拟的发展历史、现状及真挚比较了各类紊流模型的优缺点及适用范围,并对特殊效应(曲率、近壁区)的处理作了介绍和评述,为了提高模型的预报能力,多重尺度和非线性模型正应用于工程计算。随着计算机的发展,大涡和直... 讨论了紊流数值模拟的发展历史、现状及真挚比较了各类紊流模型的优缺点及适用范围,并对特殊效应(曲率、近壁区)的处理作了介绍和评述,为了提高模型的预报能力,多重尺度和非线性模型正应用于工程计算。随着计算机的发展,大涡和直接数值模拟也取得了一些研究成果。 展开更多
关键词 紊流 紊流模型 数值模拟
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环境水力学的研究进展与发展趋势 被引量:20
11
作者 李玉梁 李玲 《水资源保护》 CAS 2002年第1期1-6,共6页
对 2 0世纪 70年代以来环境水力学的主要进展及研究内容进行了综述 ,指出当前环境水力学发展的两个重要趋势 ,一是研究对象由无生命组分进入有生命组分 ,向生态水力学发展 ;二是与“3S”结合 ,研究水域由小变大 ,向流域性水域发展。最... 对 2 0世纪 70年代以来环境水力学的主要进展及研究内容进行了综述 ,指出当前环境水力学发展的两个重要趋势 ,一是研究对象由无生命组分进入有生命组分 ,向生态水力学发展 ;二是与“3S”结合 ,研究水域由小变大 ,向流域性水域发展。最后提出了“三水”转换水质模拟 。 展开更多
关键词 环境水力学 水质 紊流模型 生态模拟 水生态 发展趋势
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搅拌槽内三维流场的数值模拟 被引量:29
12
作者 马青山 聂毅强 +2 位作者 包雨云 王英琛 施力田 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期612-618,共7页
应用商业计算流体力学软件CFX对搅拌槽内的流场进行了模拟 ,并与PIV测试结果进行了比较 ,流型吻合良好 .速度分量的对比结果表明不同情况与各种模型的吻合情况不尽相同 ,标准k ε双方程模型、RNGk
关键词 搅拌槽 流场测量 PIV 数值模拟 湍流模型
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连铸中间包内三维湍流流动的数值模拟 被引量:20
13
作者 朱苗勇 泽田郁夫 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1997年第11期1215-1221,共7页
连铸中间包的操作条件决定了其内流动现象的复杂性,为此,本文选择两种不同的湍流模型k-ε和LES(Largeeddysimulation),建立了描述连铸中间包内三维湍流流动的数学模型,并实施了数值计算和模型验证,对单流中间包内的流动现象进行... 连铸中间包的操作条件决定了其内流动现象的复杂性,为此,本文选择两种不同的湍流模型k-ε和LES(Largeeddysimulation),建立了描述连铸中间包内三维湍流流动的数学模型,并实施了数值计算和模型验证,对单流中间包内的流动现象进行了描述,考察了有、无流动控制情况下中间包内的流动特征和湍流模型的合理性.结果表明,合理的流动控制有利于中间包内非金属夹杂的上浮和吸附,用k-ε模型基本上能够描述中间包内的流动现象,LES则能描述用k-ε模型所不能很好描述的现象。 展开更多
关键词 湍流流动 数值模拟 中间包 连续铸钢 三维
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基于RANS的圆柱风致涡激振动的CFD数值模拟 被引量:25
14
作者 陈文礼 李惠 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2006年第4期509-513,共5页
采用基于RANS方法的SST湍流模型对圆柱涡致振动进行了数值模拟.2D模型建立和网格划分通过专业前处理软件ICEM-CFD实现.保持圆柱的频率不变,通过改变风速来研究圆柱涡致振动的特性.研究结果表明,当约减风速处于4.9—5.1时可以观测到锁定... 采用基于RANS方法的SST湍流模型对圆柱涡致振动进行了数值模拟.2D模型建立和网格划分通过专业前处理软件ICEM-CFD实现.保持圆柱的频率不变,通过改变风速来研究圆柱涡致振动的特性.研究结果表明,当约减风速处于4.9—5.1时可以观测到锁定现象,圆柱位移峰值出现在约减风速等于5.023.而且在非锁定区域圆柱的位移反应中可以观察到“拍”的现象.将计算与试验得到的锁定区域进行比较,得到二者结果接近;同时将计算得到的圆柱振动幅值与经验公式和实验数据进行比较,得到了比较满意的结果. 展开更多
关键词 圆柱 SST模型 湍流模型 数值模拟 涡致振动 锁定
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基于连续模型的板坯连铸凝固过程的数值模拟 被引量:17
15
作者 仇圣桃 刘和平 干勇 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期16-20,共5页
结合实际测量数据,建立了基于连续模型的板坯连铸过程流场、温度场和凝固的三维耦合数学模型。计算结果表明:该模型可用于描述连铸板坯结晶器和整个二冷喷水区的凝固进程;凝固坯壳的生长限制了流体流动的空间,加快了水口出口钢流的动量... 结合实际测量数据,建立了基于连续模型的板坯连铸过程流场、温度场和凝固的三维耦合数学模型。计算结果表明:该模型可用于描述连铸板坯结晶器和整个二冷喷水区的凝固进程;凝固坯壳的生长限制了流体流动的空间,加快了水口出口钢流的动量衰减;流体流动加快了铸坯内部传热机制由对流向热传导传热的转变进程,控制了两相区的发展。 展开更多
关键词 板坯 连铸 流体流动 凝固 湍流模型 数值模拟
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五种湍流涡粘模型在二维方柱绕流数值模拟中的对比研究 被引量:25
16
作者 张显雄 张志田 +1 位作者 张伟峰 陈政清 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期339-349,共11页
为研究不同雷诺时均Navier-Stokes(RANS)模型在求解钝体绕流场的差异,采用五种两方程湍流涡粘模型计算了二维方柱的绕流场(雷诺数Re=22 000),得到了不同湍流模型在不同网格离散方案下的方柱气动力与流场特性。结合以往文献数据,通过对... 为研究不同雷诺时均Navier-Stokes(RANS)模型在求解钝体绕流场的差异,采用五种两方程湍流涡粘模型计算了二维方柱的绕流场(雷诺数Re=22 000),得到了不同湍流模型在不同网格离散方案下的方柱气动力与流场特性。结合以往文献数据,通过对比不同湍流模型计算结果的差异,揭示了不同湍流模型的特点。研究结果表明:网格离散方案对方柱绕流数值模拟结果有重要影响;RNGk-ε湍流模型的计算效率最高,SSTk-ω湍流模型的计算效率最低;Standard k-ε湍流模型的计算结果准确程度整体弱于其余湍流模型;RNGk-ε湍流模型、Realizable k-ε湍流模型与Standard k-ω湍流模型的计算结果大致相当,较接近大涡模拟结果;SSTk-ω湍流模型的模拟结果优于其余湍流模型,其尾流区速度场与试验结果吻合较好;两方程湍流模型计算的二维方柱绕流结果与试验结果以及大涡模拟结果相比,存在不可忽略的差异。 展开更多
关键词 气动力 湍流模型 数值模拟 方柱 统计量
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矩形沉淀池内悬浮物沉降模拟 被引量:20
17
作者 何国建 汪德爟 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1617-1620,共4页
建立了模拟平流式沉淀池中悬浮物的沉降过程模型,以预测沉淀池的去除率。利用标准k-ε紊流模型,考虑悬浮物沉降引起的水体密度变化,采用非正交同位网格下S IM PLE算法求解水动力和悬浮物沉降的耦合模型,使用了能够反映悬浮物沉降特性的... 建立了模拟平流式沉淀池中悬浮物的沉降过程模型,以预测沉淀池的去除率。利用标准k-ε紊流模型,考虑悬浮物沉降引起的水体密度变化,采用非正交同位网格下S IM PLE算法求解水动力和悬浮物沉降的耦合模型,使用了能够反映悬浮物沉降特性的双指数沉速公式,底边界上考虑水流对淤泥的冲刷作用,能够更加真实地模拟沉淀池内水流和悬浮物运动情况。比较各工况下沉淀池去除率,得出的最佳挡板高度与经验值相符,同时利用E.Im am所做物理模型的模拟结果进行验证。结果表明,该数学模型在水流流场和悬浮物浓度分布中均能获得较理想的结果。 展开更多
关键词 计算流体力学 沉淀池 紊流模型 悬浮物沉降
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基于滑移网格与RNG k-ε湍流模型的桨舵干扰性能研究 被引量:25
18
作者 王超 黄胜 +1 位作者 常欣 郭春雨 《船舶力学》 EI 北大核心 2011年第7期715-721,共7页
结合RNG k-ε湍流模型,运用滑移网格技术对粘性流场中桨舵相互干扰引起的三维非定常湍流进行了计算,得到了随进速系数的变化,桨舵之间相互干扰性能的变化规律;同时获得了桨舵干扰性能随桨舵之间的距离的改变而相应的变化规律。文中给出... 结合RNG k-ε湍流模型,运用滑移网格技术对粘性流场中桨舵相互干扰引起的三维非定常湍流进行了计算,得到了随进速系数的变化,桨舵之间相互干扰性能的变化规律;同时获得了桨舵干扰性能随桨舵之间的距离的改变而相应的变化规律。文中给出了桨舵干扰水动力性能的计算结果,并与试验测量值作了比较。从对计算结果的分析可知,利用滑移网格技术及RNG k-ε湍流模型,可以较好地模拟桨舵干扰的水动力性能问题。同时文中分析了桨舵表面压强分布规律以及舵的存在对螺旋桨尾流场的影响。 展开更多
关键词 螺旋桨 水动力性能 湍流模型 粘性流场 滑移网格技术
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不同湍流模型在旋流器数值模拟中的应用 被引量:20
19
作者 赵立新 朱宝军 《石油机械》 北大核心 2008年第5期56-60,84,共5页
水力旋流器内的流场非常复杂,而旋流器结构及操作上的相对简单又在一定程度上使人们忽视了其流场特性及分离机理研究的复杂性。为了在数值模拟时能够恰当地选择湍流模型,总结了国内外学者在利用CFD进行数值模拟时,采用标准κ-ε模型、RN... 水力旋流器内的流场非常复杂,而旋流器结构及操作上的相对简单又在一定程度上使人们忽视了其流场特性及分离机理研究的复杂性。为了在数值模拟时能够恰当地选择湍流模型,总结了国内外学者在利用CFD进行数值模拟时,采用标准κ-ε模型、RNGκ-ε模型、代数应力模型和雷诺应力模型以及离散相模型对水力旋流器流场的数值预报结果,并且简要分析了各湍流模型的特点,对今后需要深入开展的工作做了阐述。 展开更多
关键词 湍流模型 CFD 数值模拟 水力旋流器 流场
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大型立式泵站双向进水流道三维紊流数值模拟 被引量:20
20
作者 成立 刘超 +1 位作者 周济人 汤方平 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期61-64,共4页
针对典型的双向进水流道 ,应用紊流模型对流道内部流态及水泵进口处的流动进行三维数值计算 ,计算结果与试验流态、实测数据一致。数值模拟结果揭示了双向进水流道内流动规律 ,双向进水流道内易产生死水区、旋涡和水下涡带 ,必须采取适... 针对典型的双向进水流道 ,应用紊流模型对流道内部流态及水泵进口处的流动进行三维数值计算 ,计算结果与试验流态、实测数据一致。数值模拟结果揭示了双向进水流道内流动规律 ,双向进水流道内易产生死水区、旋涡和水下涡带 ,必须采取适当的消、防涡措施保证水泵正常运行。 展开更多
关键词 大型立式泵站 双向进水流道 紊流模型 三维数值模拟 流场
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