用可实现k-ε模式对细长体大攻角分离流场的数值模拟

利用一种符合可实现性条件的k-ε两方程模式,通过求解可压缩性Navier-Stokes方程,数值模拟了细长旋成体在M=2.5和0.7、中等大攻角下的湍流绕流流场。定性分析了背风面分离涡的发展过程和湍流粘性比等流动特征,对背风面主涡强度和涡核位置、物面压力分布、集中力和力矩与已有的试验结果进行了细致的定量对比,证实了数值模拟的有效性。

几种k-ε模式在细长体分离流计算中的应用

分别利用Launder-Spaldingk-ε模式、Shihk-ε模式和重整群(Renorma-lizationGroup)k-ε模式模拟了细长旋成体在超音速中等大攻角下的背风面分离流,从背风面分离涡的强度和位置、物面压力分布、集中力和力矩以及湍流粘性比等方面比较了三种模式的计算结果,并与已有的试验结果进行了对比。结果证实,三种k-ε模式均能很好地模拟背风面分离流,其中又以重整群k-ε模式的结果与试验结果最为接近。

低雷诺数κ-ε封闭模式在三维湍流边界层计算中的应用

本文采用低雷诺数形式的k-ε湍流模型,计算具有大横向流的不可压缩三维湍流边界层。在湍流模型中,应用了涡粘性的各向异性系数。本文所得结果与用混合长模型所得结果以及量测结果的比较表明:对于边界层的不同特征量,湍流模型和涡粘性各向异性对计算结果的影响程度是不同的。总的来说,应用考虑涡粘性各向异性的k-ε模型,较之应用混合长模型,所得计算结果有所改善,但还不是根本性的改善。

高超声速复杂流动中湍流模式的研究

研究了标准k ε模式 ,双尺度湍流模式 ,并对其在壁面附近作出长度尺度修正 在此基础上 ,选择了几个基准流动 :二维可压缩拐角、锥柱裙组合体绕流和斜激波 /平板湍流边界层干扰 ,进行数值计算 .通过数值计算和实验结果的比较 ,发现修正湍流模式对流动分离、摩阻和热流的计算具有更好的效果 .

利用低雷诺数形式的k-ε模型预测管道中的复杂湍流场

本文利用低雷诺数形式的 k-8湍流模式对先突缩再突扩的轴对称管内的复杂湍流场进行了理论预测,获得了平均速度、流函数、湍动能、湍流耗散率和平均压力场的分布曲线、对理论计算结果的特征进行了分析.

同心圆柱套筒内流动特性研究

本文采用实验与理论相结合的办法对同心圆柱套筒实验装置内的流场进行了分析研究。数值模拟采用柱坐标系下三维ｋε紊流模型和 Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ 假设，使模型充分考虑了流动的曲率效应。从计算结果与多普勒激光测速仪的测量资料的分析比较看出，计算结果是可靠的。这一研究对于探索紊动等水动力学特性对水体复氧及有机物降解规律的影响奠定了基础。

90°强曲率弯管内紊流数值计算

本文运用三维平均N—S方程和k、ε双方程模型在贴体坐标系中结合SIMPLE算法求解了强曲率方形断面90°弯管内的紊流流动。本文采用非交错网格克服压力场的波动和七对角强隐式方法求解代数方程组以加快SIMPLE方法的收敛速度。经与实测资料比较表明,本文计算结果合理,方法可靠。

近壁圆柱绕流水动力特性数值模拟与实验研究

通过数值模拟和物理模型实验,对距壁面一定高度的圆柱绕流水动力特性进行了研究。数值模拟采用有限体积法对标准k-ε模式方程进行离散,采用SIMPLE算法进行求解,模拟绕流流场。在物理模型实验中,将PVC圆管制作的实验模型安放在水槽内,在圆管的跨中沿表面周向均匀布置水下压力传感器,用于测量绕流圆柱体表面动水压力分布。通过改变Re数和间隙比来分析它们对近壁圆柱绕流水动力特性的影响。基于数值流动显示技术,给出了近壁绕流流场的尾流流态分析。通过数值结果与实验结果的对比,对近壁绕流圆柱体的升力系数及其表面动水压力分布进行了研究,对比结果显示了较好的一致性。

宽顶堰紊流场的数值模拟

本文采用k-τ紊流模式求解完整的Reynolds方程,模拟了有坎宽顶堰自由堰流.在求解中,发展了一套用边界拟合坐标、控制体积法求解二维恒定有自由表面紊流的数值方法,提出了分区光滑变换、反馈迭代等新概念.结果表明,本文提出的计算堰流的数值方法,计算量较小,具有良好的稳定性和收敛性,能够满足工程实际需要.