基于非结构网格的斜腔驱动流数值模拟

为了分析大长宽比斜腔驱动流内部的流场结构,编制了基于非结构网格的二维CFD计算程序,主要包括:采用3次样条拟合边界点,使用阵面推进法生成非结构网格;采用Poisson方程解给出的结构化背景网格、Laplacian算子和对角交换技术改善生成网格的质量;利用同位网格上的压力加权插值算法避免压力速度失耦.通过对比等长宽比斜腔定常问题,验证了程序的有效性,发现在使用网格数仅为已有相关文献中的1/6的情况下,其结果与相关文献较吻合.对具有工业背景的长宽比为2的斜腔内流场进行了数值模拟与相应的分析,结果表明,斜腔驱动流中心线速度受雷诺数的影响较大,而受斜腔角度的影响相对较小;随着斜腔长宽比的增加,流场内的旋涡结构形式变化不大,只是中部旋涡的尺度增加.这些结果将有助于指导工业流动设备中类似结构的设计与加工.

不同斜腔角驱动流的非结构网格研究

在雷诺数100和1000两种情况下，使用非结构网格技术对15°～165°斜腔驱动流问题进行了数值模拟。首先与已有的文献结果进行了对比，当使用网格数为文献1/7网格数时，模拟结果与文献符合的很好，表明非结构网格对于只能用非正交结构网格求解的问题有很大的优越性。然后对大斜角斜腔的驱动流场进行了预测。结果能为不同斜腔角的流场研究提供参考，并对工业类似结构的设计有一定的借鉴意义。