一个湍流重正化群二阶矩封闭模式的数值模拟

通过对充分发展旋转槽道和后台阶流动两个二维定常湍流问题的计算,比较了标准k-ε模型、Gibson-Launder二阶矩和一个基于湍流重正化群理论推导的二阶矩模型模拟复杂湍流运动的能力,尤其是检验这种新型的湍流重正化群二阶矩模型的性能.计算结果表明,与标准k-ε模型相比,Reynolds应力模型能够捕捉到旋转流动中由旋转带来的湍流流场结构的改变,能更准确地预测后台阶流动中的回流区长度,对于各物理量的计算,湍流重正化群二阶矩模型和Gibson-Launder模型的精度相当.

利用重正化群方法推导湍流二阶矩封闭模型

Rubinstein和Barton在其原始工作中,利用Yakhot-Orszag湍流重正化群方法对雷诺应力输运方程中的速度-压力梯度项和各向同性回归过程进行了模拟．文中分析了其在理论推导过程中存在的数学物理上不自洽的问题及计算错误,并且利用重正化群方法重新系统地对雷诺应力输运方程进行了模拟,计算得到的湍流常数理论值和经验值相接近．

利用重正化群方法研究强旋转湍流的统计性质

利用重正化群方法对强旋转湍流场统计性质予以研究,通过重正化微扰展开,对高波数速度分量进行逐阶平均.计算结果显示当旋转角速度→∞时,用以表征高波数速度分量对低波数速度分量影响的重正化黏性将趋于0,这表明在强旋转条件下科氏力将抑制湍流速度分量之间的非线性相互作用,从而阻碍湍流的能量级串效应,当→∞时湍流的能量级串效应消失,导致湍流脉动消失,流动将层流化.理论计算结果还显示对于强旋转湍流,时域--空域联立Fourier的湍流速度分量存在二维化趋势,球面平均能谱函数有标度关系E(k)∝k 3.

用重正化群方法计算湍流场常数

本文没有引用Kraichnan直接相互作用理论中的结果,而完全从重正化群方法自身关系出发计算湍流场常数,得到Kolmogorov常数Ck=1.436.Smargorin-sky涡粘性系数C=0.00566以及湍流代数Kε模型中Cv=0这些计算结果与实验值和人们通常采用的经验数值均相符合。

湍流的重正化群理论

简要回顾了湍流重正化群理论的发展，介绍了该理论的主要内容及得到的主要结果，并评述了该理论存在的问题。同时也简单介绍了笔者为解决这些问题而做的一些工作。

关于Yakhot－Orszag湍流重正化群展开的合理性

本文在重新标度、消去小尺度后的Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程基础上，指出∈－展开的合理性在于，当达到Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ耗散波数的邻域范围，惯性效应项与粘性项相比可以被略去．

用重正化群方法计算湍流Kolmogorov常数

本文用重正化群方法计算湍流Ｋｏｌｍｏｓｏｒｏｖ常数，理论计算结果Ｃｋ＝１．４３６，与实验数据符合。

利用重正化群方法推导非线性Reynolds应力模型

近年来,Rubinstein和Barton利用Yakhot和Orszag湍流重正化群方法推导非线性Reynolds应力模型,但是他们分析计算过程中存在着一些不自洽的地方.文中利用重正化群方法,对Reynolds应力的数学表达式作二阶微扰展开,从理论上推导得到非线性Reynolds应力模型,其数学形式与从量纲分析和数学物理性质的合理性讨论得到的通用模型形式完全相同,另外从理论上计算了各待定湍流常数.

用改进的RNG模式数值模拟湍流冲击射流流动

在Yakhot和Orszag提出的重正化群 (RNG)k -ε湍流模式的基础上 ,对模式系数Cμ 和近壁处理方法加以改进 ,并将其推广应用于湍流冲击射流的数值模拟 .将计算得到的平均速度分布和湍动能分布与标准k -ε模式的计算结果以及实验数据进行了比较 .结果表明 ,用改进的RNGk -ε模式得到的数值结果与标准k -ε模式的结果相比具有显著的提高 ,尤其对滞止区附近的湍动能分布预测结果与实验结果具有较好的一致性 .这是因为RNGk ε模式与改进的近壁处理方法相结合有效地降低了涡粘性的预测值 ,进而引起湍动能预测值的下降 .且计算中采用了Cμ 和Cε1的改进表达式 ,适当地考虑了流动中各向异性湍流和不平衡应变率影响的结果 .

坦克行驶扬尘浓度分布特性数值模拟研究

战场扬尘浓度分布对激光引信抗扬尘干扰研究具有重要意义。基于计算流体力学方法,应用重正化群k-ε模型和离散相模型,数值模拟单辆坦克行驶产生的扬尘分布规律。分析计算域内不同截面的扬尘浓度分布云图和平均浓度随时间的变化趋势,得到坦克不同行驶速度对扬尘浓度分布的影响规律。结果表明:坦克尾部扬尘浓度在近坦克尾部变化更迅速,而在远离坦克尾部区域扬尘浓度值动态范围更大;重力对扬尘扩散的影响可以忽略;坦克行驶速度越快,则扬尘扩散范围越大,且在垂直方向上扬尘浓度呈指数规律衰减。