用于同轴喷射流引起的温度振荡数值模拟的湍流模型有效性研究

本文采用Fluent软件对同轴喷射流冷热流体搅混引起的三维温度振荡现象进行数值模拟。模拟中,分别选取几种代表性的湍流模型,如大涡模拟(LES)、雷诺应力模型(RSM)及标准k-ε模型。并将模拟结果与实验结果进行了对比,发现:LES是最适合预测冷热流体搅混特性的模型;LES可准确预测温度振荡在半径、高度和方位角方向的平均温度,而雷诺平均法(RANS)的结果则延长了流体的混合过程;LES可预测流体的瞬态温度振荡,RANS则无法预测。

入口速度比对同轴喷射流三维温度振荡影响的实验研究

实验测量同轴喷射流模型三维温度场和二维速度矢量场,分析不同入口速度比对三维温度振荡的影响。实验结果表明:R<1时,冷热流在底部完成了混合行为,平均温度不呈轴对称分布,而R≥1时,呈轴对称分布,但流体瞬态温度不呈轴对称分布。随着R的增加,冷流随高度增加温度上升的梯度减小,而热流温度下降的梯度则增大;R>1时,流场温度振荡强度小于R≤1的,其强温度振荡发生在冷热流之间和热流与环境流之间的区域。不同R下,温度振荡主要频率均分布在7Hz以内。