基于组分输运模型和RNG k-ε模型的浑水异重流数学模型研究及其应用

基于组分质量守恒理论,将浑水异重流的运动过程看成是含沙浑水中的泥沙这一组分在水体中的传输过程,建立组分方程,与考虑了平均流动中的旋流流动情况的RNGk-ε方程组进行耦合求解,利用目前广泛使用的商用FLUENT软件进行数学模型计算,并采用室内模型试验进行论证。结果表明:该数学模型可以有效模拟浑水异重流的潜入和前锋运动过程,为深入研究水库、湖泊及河流入海口浑水异重流问题提供了新的途径。借助此模型模拟了水库内汛期浑水异重流运动情况。

RNGk-ε模型在超空化流动计算中的应用评价

为深入了解两相共存超空化的非定常特性,分别采用标准RNGk-ε模型及其修正模型,计算了绕水翼的超空化流动,并通过与实验结果的对比对各个模型进行了评价。计算结果表明:标准RNGk-ε模型及其修正模型均可以模拟绕水翼的超空化流动状况,能比较准确地模拟两相共存超空化阶段汽相和水汽混合相界面的反向波动过程;模型常数的不同主要表现为对空穴内逆压梯度的影响,并由此导致了计算获得的最大空穴长度以及两相界面反向波动速度的差异;超空化区域内水汽两相的变化与压强分布均存在对应关系,压强的变化导致了水汽两相界面的反向波动。

应用RNG k-ε湍流模式数值模拟90°弯曲槽道内的湍流流动

本文将Yakhot与Orszag提出的RNGk-ε湍流模式与壁面律相结合,应用于90°弯曲槽道湍流流动的数值模拟.计算在任意非正交曲线坐标系下进行.并采用非交错网格有限体积方法求解三维不可压N-S方程.文中给出了详细的计算结果,并与实验结果进行了比较,结果表明,RNG k-ε湍流模式能够有效地模拟有曲率影响的湍流流动.

用RNGK─ε模式数值模拟180°弯道内的湍流分离流动

将Ｙａｋｈｏｔ与Ｏｒｓｚａｇ新近提出的ＲＮＧＫ－ε湍流模式推广应用于１８０°强曲率弯道内的湍流分离流动的数值模拟，计算在任意曲线坐标下进行，并采用速度协变分量作为求解变量以保证计算的高度稳定性，控制方程的求解采用通常的控制容积法，文中给出了详细的数值计算结果，并与实验结果进行了比较，结果表明，ＲＮＧＫ－ε湍流模式能有效地模拟有强曲率影响的湍流分离流动。

采用RNG紊流模型计算静止环境中圆形负浮力射流

基于RNG方法的k ε湍流模型,运用混合有限分析算法对静止环境中圆形负浮力射流进行数值模拟。从射流的最大入侵高度、流速矢量图、温度等值线、湍动能等值线、横断面上的流速和温度分布以及轴线上温度变化等方面与有效的试验资料进行了较为全面的对比验证。两者的良好吻合表明,基于RNG方法的紊流模型和混合有限分析法的结合能较好地模拟变密度流动。

基于RNG湍流模型的双向泵站出水流道流动计算

低扬程双向流道泵站是我国独创的泵站型式,为深入了解其流道内流场特性,首次运用基于壁面律的RNGk ε的湍流模型对流道进行数值模拟。计算采用交错网格的有限体积法求解三维不可压Navier Stokes方程。提出优化出水流道的目标函数,并依据数值模拟结果,预测出水流道水力损失。根据经验公式计算的水力损失和预测的出水流道水力损失两者较为接近,表明通过采用基于壁面律的RNG湍流模型能较好地预测出水流道的水力性能。考虑壁面律的RNG湍流模型在泵站流道内特性数值模拟和外特性预测研究方面有较好的推广价值。

基于RNG k-ε模型的聚结器油相体积浓度场数值模拟

为优化聚结器结构,应用计算流体力学(CFD)方法,选用RNG k-ε模型,以SIMPLE算法为基础,对旋流式和蛇形管式聚结器在湍流状态下的流体流动场进行数值模拟,得出2种结构聚结器的油相体积浓度分布云图.数值模拟结果表明,蛇形管式聚结器对油滴的兼并和聚结效果优于旋流式聚结器.

应用基于RNG方法的湍流模型数值模拟钝体绕流的湍流流动

首次采用基于 RNG方法的湍流模型对绕流钝体后尾流流场进行了数值模拟。计算在任意非正交曲线坐标系下 ,采用非交错网格的有限体积法求解二维不可压 N- S方程 ,计算结果与实验数据以及与采用标准的 k- ε两方程湍流模型计算的结果进行比较 ,结果表明基于 RNG方法的湍流模型对于与时间相关的大尺度运动——旋涡脱落的尾流的详细结构 ,能够给出真实的模拟。

基于RNG k-ε湍流模型钝体绕流的数值模拟

采用RNGk ε湍流模型对钝体绕流流场进行了数值模拟.计算采用非交错网格的有限体积法求解二维不可压N S方程.计算结果表明,RNGk ε湍流模型可以成功地模拟绕钝体的不稳定、非定常和剧烈分离流动.

RNG湍流模型在冲击射流数值计算中的应用

将3种版本的RNG k-ε湍流模型应用于轴对称冲击射流场的数值模拟.通过与实验结果的比较,考察了模型系数的改变和非线性附加项对数值结果的影响,评价了三种模型对冲击射流的数值预测能力.

方柱绕流流场的RNG方法模拟研究

基于RNGk ε湍流模型,使用FLUENT6.0软件对方柱绕流流场进行了数值模拟。采用非交错网格的有限体积法求解二维不可压N S方程,计算结果与Durao等人的实验数据进行比较,结果表明,RNGk ε湍流模型可以成功地模拟绕方柱的不稳定、非定常和剧烈分离流动.对于与时间相关的大尺度运动—旋涡脱落的尾流的详细结构,能够给出真实的反映。

用RNGk-ε模型计算内燃机缸内湍流流动

应用快速畸变假设对 RNG k-ε湍流模型进行压缩性修正后 ,将其应用于内燃机缸内湍流流动的数值模拟 ,计算采用任意拉格朗日 -欧拉法。给出了用 RNG k-ε模型算得的结果 ,并与标准的 k-ε模型算得的结果和实验结果进行了对比。结果表明 ,用 RNG k-ε湍流模型算得的结果比 k-ε模型算得的结果有所改进 。

RNG k-ε模型在内燃机缸内湍流数值模拟中的应用

在内燃机整个工作循环中 ,其缸内流体始终进行着极其复杂而又强烈瞬变的湍流运动 ,要正确地分析内燃机的燃烧和排放 ,离不开对缸内湍流运动的正确描述和模拟。通过快速畸变分析对由重整化群理论得到的RNGk -ε湍流模型进行了压缩性修正 ,把经压缩修正后的RNGk -ε湍流模型应用于内燃机缸内湍流流动的数值模拟 ,计算采用任意拉格朗日欧拉法。给出了用RNGk -ε模型计算得到的结果 ,并与标准的k -ε模型算得的结果和实验结果进行了比较。结果表明 ,RNGk -ε湍流模型得到的结果比k -ε模型算得结果的精度有所提高 ,其计算程序编制的难易程度和计算成本与k-ε模型相当 。

广义RNG湍流模型对柴油机低温燃烧预测的影响

基于湍流快速畸变理论和各向同性湍流的衰减分析,提出了一种广义RNG湍流模型,该模型的主要物理特征是其模型系数均被模拟为局部流场应变率张量的函数。为了考察广义RNG湍流模型对发动机缸内复杂化学反应流预测的影响,将该模型应用于一款采用部分预混压缩着火控制的低温燃烧直喷柴油机的缸内燃烧计算中。计算得到的柴油机缸内油气混合、燃烧放热和未燃碳氢排放物的生成及其发展历程与标准RNG模型的预测结果和实验结果进行了对比。结果表明:广义RNG模型预测的缸内UHC及其空间分布与实验结果吻合的更好。

基于修正RNG k-ε模型的叶片泵非设计工况数值模拟

对于非设计工况下流体机械的流场计算,由于其偏离设计工况,分离流动严重等特点,使得用普通的湍流模型数值模拟精度不高。本文采用一种将涡粘性系数Cμ与湍流脉动动能和湍流耗散率的变化相关联的方法,对RNG k-ε湍流模型进行修正。为验证其对非设计工况下叶片泵的预测精度,分别采用修正模型和原始RNG模型,数值模拟了一比转速为439的叶片泵的内部流场,得到了其扬程、效率曲线及在典型工况下的内部流场流线分布。通过比较改进前后RNG湍流模型的数值计算结果,并与实验结果对比,得出修正RNG模型更能准确预测出非设计工况下叶片泵的流场特性。

RNG k-ε湍流模型在三维弯曲河流中的应用

本文采用非正交曲线坐标下的三维RNG k-ε双方程湍流数学模型,该模型在水平方向采用非正交曲线坐标,在垂直方向采用等分网格的全坐标变换,采用由二维深度平均方程演化而来的2-D泊松方程计算三维自由水面,应用SIMPLEC程式求解方程。通过两个180°弯曲渠道和天然河流Fall River部分河段对本文的数学模型进行验证,给出水位、流速及二次流的分布图等。对比分析,本模型的计算结果和实测值吻合很好,表明采用2-D泊松方程法计算三维自由水面是可行的,RNG k-ε湍流数学模型可以应用到天然河道的计算中去。

基于RNG模型的虹吸式出水流道三维紊流数值模拟

虹吸式出水流道是大型泵站广泛采用的一种出水流道型式,其几何形状复杂,流道内的流动分布大多不均匀,并有局部的涡旋、回流、脱流现象.为了深入了解其流动特性,采用RNGk-ε紊流模型,对流道内流动进行三维紊流数值模拟.并通过模型试验验证了数值模拟结果的正确性.

基于RNG k-ε模型的竖板绕流数值模拟

作为薄矩形柱类高层建筑绕穿流动的基础研究之一,采用简化的直通道内置竖板二维平面空气绕流模型为研究对象。基于有限体积法和RNG k-ε湍流模型,对不同风级作用下的长宽比D/B=0.1的竖板流动进行非定常数值模拟。计算结果揭示了竖板空气绕流尾涡的形成、脱落及消失的周期性过程。在Re=4.42×104和Re=4.62×104区间尾涡无明显脱落,当雷诺数大于或等于4.62×104时,出现尾涡的生成及脱落消失过程。计算并分析了竖板表面不同位置的压力分布和风载体型系数,计算结果与相关文献结论进行了对比。

RNG k-ε模型数值模拟油雾燃烧流场

采用RNG(R enorm alization G roup)k-ε紊流模型对某环形燃烧室火焰筒内三维两相燃烧流场进行数值模拟。运用偏微分方程法和区域法生成贴体网格,EBU-A rrhen ius紊流燃烧模型估算化学反应速率,六通量热辐射模型估算辐射通量。在非交错网格下求解气相采用S IM PLE算法,液相采用颗粒轨道模型和PS IC算法。近壁区处理分别采用两层和三层壁面函数。计算数据与试验值比较表明,采用三层壁面函数的RNG k-ε模型更适用于模拟三维两相燃烧流场。

RNG κ-ε与SST κ-ω模型在汽车外流场计算中的比较

RANS法中的RNG κ-ε与SST κ-ω湍流模型是汽车外部复杂流场数值模拟中两种常用的涡粘模型。通过计算不同尾部倾角的Ahmed钝体模型,得到RNG κ-ε与SST κ-ω湍流模型在不同尾部倾角下的数值模拟结果。结果表明,SST κ-ω湍流模型在计算时间、湍流模拟上都优于RNG κ-ε湍流模型,更适合汽车外部复杂流场的计算。