數(shù)值模擬是處理工程湍流問題一種重要的方法,用數(shù)值模擬中的雷諾時(shí)均模型研究湍流問題的優(yōu)勢在于計(jì)算精度高同時(shí)不占用過高的計(jì)算機(jī)資源。雷諾時(shí)均模型包含不同的湍流模型,選擇合適的湍流模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算是非常重要的。目前應(yīng)用較多的湍流模型包括常見的k-ε兩方程模型。偏移射流及貼壁射流問題在工程湍流問題中有廣泛應(yīng)用,像氣流偏轉(zhuǎn)裝置、燃料噴射系統(tǒng)等,結(jié)合數(shù)值模擬方法研究此類問題具有顯著的工程意義。湍流模型處理湍流問題時(shí)有一定的局限性,即不同湍流模型對同一個(gè)湍流問題進(jìn)行數(shù)值模擬時(shí),得到的計(jì)算精度不同。不同湍流模型對偏移射流及貼壁射流數(shù)值模擬的適用性,也沒有明確的研究。因此本文使用標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型及低雷諾數(shù)k-ε湍流模型對不同工況下的偏移射流及貼壁射流進(jìn)行數(shù)值模擬,與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較,分析不同湍流模型對該類物理現(xiàn)象的適用性。本文通過標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型及六種低雷諾數(shù)k-ε湍流模型(AB模型、LB模型、LS模型、YS模型、AKN模型和CHC模型)對工程湍流問題中常見的的偏移射流、加熱偏移射流、恒溫壁面下的貼壁射流進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)條件下的數(shù)值模擬,從速度、溫度、湍動(dòng)能、局部傳熱系數(shù)等的分布上比較了不同湍流模型計(jì)算結(jié)果...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 數(shù)值模擬研究的進(jìn)展和現(xiàn)狀
    1.3 偏移射流及壁射流研究現(xiàn)狀
    1.4 研究內(nèi)容及方法
第二章 數(shù)值模擬方法
    2.1 計(jì)算流體力學(xué)基礎(chǔ)
        2.1.1 CFD求解步驟
        2.1.2 CFD基本控制方程
    2.2 雷諾時(shí)均模型
        2.2.1 RANS方程和渦黏性假設(shè)
        2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型
        2.2.3 低雷諾數(shù)k-ε湍流模型
    2.3 近壁面處理方法
        2.3.1 低雷諾數(shù)k-ε模型法
        2.3.2 壁面函數(shù)法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 偏移射流數(shù)值模擬結(jié)果分析
    3.1 模型建立與網(wǎng)格劃分
        3.1.1 模型建立
        3.1.2 網(wǎng)格生成技術(shù)
        3.1.3 偏移射流的網(wǎng)格劃分
    3.2 求解方法與網(wǎng)格無關(guān)性
        3.2.1 求解方法
        3.2.2 邊界條件設(shè)定
        3.2.3 網(wǎng)格無關(guān)性
    3.3 不同兩方程模型計(jì)算結(jié)果分析
        3.3.1 速度場比較
        3.3.2 湍動(dòng)能與湍流耗散率
        3.3.3 再附著長度與表面摩擦系數(shù)
        3.3.4 AKN模型系數(shù)修正
    3.4 本章小結(jié)
第四章 加熱偏移射流數(shù)值模擬結(jié)果分析
    4.1 模型建立與網(wǎng)格劃分
        4.1.1 模型建立
        4.1.2 偏移射流的網(wǎng)格劃分
    4.2 求解方法與網(wǎng)格無關(guān)性
        4.2.1 求解方法
        4.2.2 邊界條件設(shè)定
        4.2.3 網(wǎng)格無關(guān)性
    4.3 不同兩方程模型計(jì)算結(jié)果分析
        4.3.1 溫度場比較
        4.3.2 速度場與壓力場比較
        4.3.3 AKN模型系數(shù)修正
    4.4 本章小結(jié)
第五章 貼壁射流數(shù)值模擬結(jié)果分析
    5.1 模型建立與網(wǎng)格劃分
        5.1.1 模型建立
        5.1.2 貼壁射流的網(wǎng)格劃分
    5.2 求解方法與網(wǎng)格無關(guān)性
        5.2.1 求解方法
        5.2.2 邊界條件設(shè)定
        5.2.3 網(wǎng)格無關(guān)性
    5.3 不同兩方程模型計(jì)算結(jié)果分析
        5.3.1 速度場比較
        5.3.2 溫度場比較
        5.3.3 底部傳熱系數(shù)的對比
        5.3.4 AKN模型系數(shù)修正
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 作者在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參加的科研項(xiàng)目



本文編號(hào)：3935625