混合κ-ε模型研究

本文利用代数应力方程,结合连续方程和湍动能的定义,直接推出雷诺应力的显式表达式,综合k—ε模型和代数应力模型的优点,提出一个效果好的湍流数学模型——混合k—ε模型。计算结果表明:该模型既具有代数应力模型适用范围广,计算精度高的长处,又具有k—ε模型结构简单,收敛速度快,计算省时的优点。

标准κ-ε模型与RSM模型在离心泵三维模拟中的比较

基于FLUENT数值模拟技术,对IS80-65-160离心泵内部流场流动情况进行分析研究.采用三维非结构四面体网格对模型进行离散处理,分别采用标准κ-ε模型与RSM湍流模型及SIMPLEC算法,对设计工况和多种非设计工况进行了整机定常计算,以考察标准κ-ε模型与RSM模型对离心泵内流场模拟计算的适用性.在处理叶轮与蜗壳间动静耦合流动的参数传递和相互干扰问题时,采用"冻结转子法".最终在数值模拟的基础上,通过计算得到基于这两种模型的扬程、轴功率、效率曲线,并将其与试验曲线进行对比.研究表明:两种模型都能较好的模拟离心泵内部复杂的内部流动,但基于标准κ-ε模型的计算曲线与性能试验曲线更为接近,且耗用的计算时间比RSM模型更少.

三种κ-ε模型模拟混流式水轮机转轮叶片湍流场差异性比较

为比较Standardκ-ε模型、RNGκ-ε模型、Realizableκ-ε模型用于水轮机数值模拟时的异同,采用三种κ-ε模型对不同工况下带有副叶片的混流式水轮机转轮进行了三维定常湍流数值模拟,流场求解使用分离式解法,压力场求解使用SIMPLEC算法。结果表明,三种κ-ε模型用于水轮机的数值模拟具有一定的准确性和适用性,在相同模拟条件下都可得出与实际流态大致吻合的结果,但在计算量、捕捉流动细节及计算精度等方面存在差异,可为水轮机数值模拟研究中κ-ε模型的选择提供参考和依据。

基于低雷诺数κ-ε模型冲击射流传热的数值模拟

冲机射流在机翼除霜、电子元器件散热等工程领域应用广泛,为进一步研究其传热机理,利用两种低雷诺数κ-ε模型对单股冲击射流的传热进行数值模拟,并与标准κ-ε模型及雷诺应力模型的计算结果进行对比。结果表明,低雷诺数κ-ε模型在两种工况下的计算结果均优于其他模型。湍流热扩散系数作为求解温度场最重要的参数,对传热的计算结果影响极大,通常用湍流普朗特数作为常数求解。在低雷诺数κ-ε模型的基础上,分别通过湍流普朗特数函数求解和t2-εt方程直接求解进行改进,并将计算结果进行比较。结果表明,使用湍流普朗特数函数形式求解湍流热扩散系数能给出更好的预测结果,直接求解仍需进一步改进。

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 。

基于低Reynolds数k-ε模型的超临界流体对流换热的快速计算模型

基于边界层理论,针对管内变物性湍流流动,建立了一种简单的数值模型,对超临界压力下水在直管内的湍流强制对流换热进行了数值研究。计算结果与实验数据比较表明,该数值模型不仅能正确地反映超临界工况下压力、质量流速和壁面热通量等参数对传热系数的影响,而且整个计算过程简洁而高效;计算中分别应用了两种均由Jones和Launder提出的低Reynolds数k-ε湍流模型(JL模型),发现JL1模型(c_1=1.55)适用于常物性管流,但在模拟超临界工况时计算值比实验值偏低很多;JL2模型(c_1=1.45)明显高估了常物性管流的传热系数,但在模拟超临界工况时在大部分参数范围内有着良好的预测精度。

更通用的k-ε湍流模型

在k-ε模型的体系内,从若干约束条件出发,给出雷诺应力与平均速度梯度之间较通用的模型公式。并用槽道流动中有关的实验数据确定出模型公式中包含的系数。最后用方截面管流中有关二次流的实验结果对模型进行鉴定。结果表明,给出的模型在槽道流动和方截面管流中都获得了满意的结果。

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。

自适应松弛对湍流k-ε模型方程加速求解作用

提出了湍流ｋ－ε模型方程迭代求解中自适应松弛方法．该方法能根据迭代求解过程得到一系列最优松弛因子，从而提高收敛求解速度与性能．计算结果表明自适应松弛方法是相当有效的，使湍流求解收敛速度提高了２．５倍．

用RNGk-ε模型数值模拟喷旋分解炉内的湍流流动

(武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室,湖北武汉430070)摘要:采用重整化群双方程模型对喷旋结合型分解炉内湍流流动进行了数值模拟,与现场结果相比较分析了炉内气体的运动和湍流特性的规律和特点。研究表明:由于分解炉的下部缩口区域的存在,气流经过此区域时流动面积突增,成喷射状。在带有旋流三次风与窑尾烟气共同作用下,在三次风进口相对的一侧出现高速区(其最高速度达到35.34m/s),同时在分解炉三次风进口一侧的下锥体上部和柱体附近沿壁面处出现负的速度分布,形成环状涡流区。

基于RNG κ-ε与LES模型的盲肠河段口门区水力特性数值模拟分析

为分析RNGκ-ε模型和LES大涡模型对盲肠河段数值模拟的影响,采用RNGκ-ε模型和LES大涡模型数值模拟盲端内及口门区的水流特性,并在此基础上研究了口门掺混区的涡流特性及其对盲端内水位和流速的振荡影响。结果表明,相对于RNGκ-ε模型,LES大涡模型模拟的结果更精细、全面;涡流从口门掺混区上游产生,顺水流方向向下游发展,直至溃灭,在主流与盲端下游交汇处涡量最大;剪切涡流造成盲端内流速及水面波动的周期性变化,其中水面振荡的方向与水流方向一致。研究成果为盲肠河段口门区涡流特性研究提供了参考。

不同湍流模型在旋风分离器三维数值模拟中的应用和比较

采用标准κ-ε模型,RNGκ-ε模型和RSM(SSG)模型,对气—固旋风分离器中的单相湍流流场进行数值模拟计算。旋风分离器网格划分采用分块划分技术,每一块采用贴体坐标划分网格,计算结果同试验比较,三种模型中以RSM模型的预报结果最为合理,对切向速度分布的涡结构给出了合理的预报结果,同时给出了雷诺应力的各向异性特性,但同实验值仍有一定的差别,分析认为同湍流模型本身的原因外,与入口边界条件的选取和网格划分的多少有一定的关系。

计算模型对尾水管数值模拟影响分析

对混流式水轮机HLA351模型机尾水管的数值模拟,分析、比较标准κ-ε模型与可实现κ-ε模型(Realizable κ-ε)采用simple算法与simplec算法时对计算结果造成的影响。计算结果表明:对水轮机尾水管进行数值模拟时,利用可实现κ-ε模型,采用simplec算法,得到的结果最优。

线性与非线性紊流模型及其在丁坝绕流中的应用

本文采用线性与非线性三维紊流数值模型对丁坝绕流进行了仿真分析。采用的线形紊流模型为Zhu Shih修正的k ε模型,非线性紊流模型为Shih等提出的k ε模型。计算分析了单一丁坝和丁坝群两种不同布置方式下绕流流场的紊动特征,并与实验结果进行了比较。结果表明,非线性模型对平均流场的描述要优于线性模型。文章对非线性模型能提高模拟精度的原因进行了分析。

固-液搅拌槽内槽底流场的CFD模拟

使用计算流体力学CFD软件CFX5.5.1对搅拌槽内固液流场进行了数值模拟。搅拌槽直径T=476mm,槽内均布四块挡板,搅拌桨为CBYⅢ桨。两相物系采用玻璃珠水体系,固体体积分数Фv为5.4%。文中使用标准κε模型计算了清水与固液两相的流场,考察了槽内的流场的分布对固体颗粒悬浮状况的影响,同时把槽底的清水和Ф为5.4%的固液两相模拟结果与实验结果进行了对比,模拟结果与实验较吻合。

CFD模型在污水沉淀池数值模拟中的应用

本文介绍了沉淀池数值模拟中所运用的大量紊流模型,综述了计算流体力学(CFD)模型应用于污水沉淀池数值模拟的研究现状,讨论了不同边界条件、环境因素对模拟结果的影响,评述了CFD模型应用于污水沉淀池数值模拟的优劣。

考虑化学反应的标量耗散率及其在PDF小尺度混合模型中的应用

在 Sanders和 Borghi工作的基础上 ,推导出考虑化学反应的标量耗散率和标量时间尺度 ,在标量的联合概率密度函数方程的小尺度混合模型中采用考虑化学反应的标量的时间尺度 ,结合求解流场的 k- ε模型对甲烷轴对称射流扩散火焰进行了计算 ,最后分析了标量时间尺度对小尺度混合模型 (IEM模型 )和计算结果的影响。

曲线坐标下平面二维污染物扩散输移的代数应力湍流模型

对浅水流动的控制方程和深度平均的污染物扩散输移的控制方程进行坐标变换,湍流的模拟采用各向异性代数应力湍流模式,建立了曲线坐标下平面二维水流计算和污染物扩散输移的代数应力湍流模型。采用具有浓度实测值的实验室连续弯道进行模型验证,对本模型计算的浓度分布与k -ε模型进行比较,结果显示了本模型在处理各向异性明显优于k -ε模型。

运用kε模型模拟计算膜管内的二维湍流流动

运用k ε模型成功地建立了适用于微滤、超滤管式膜湍流流动的数学模型。对所建数学模型进行离散化处理,壁面条件采用了壁面函数法,在此基础上编制了模拟计算程序。用该模型模拟计算了不同渗透通量下管内二维速度分布和压强分布,模型的可行性和可靠性获得了验证。模型的建立为模拟计算膜管内的传质分离过程和预测通量奠定了基础。