發(fā)布時(shí)間：2017-11-22 22:15

  本文關(guān)鍵詞：基于LES液霧兩相燃燒數(shù)值模擬的關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：液體燃料在目前能源供應(yīng)方面占據(jù)很大一部分比例,許多現(xiàn)代燃燒裝置基本都使用液體燃料,比如汽車,液體燃料火箭等。湍流模擬方法有多種,其中雷諾時(shí)均方法使用比較普遍,但求解精度有很大的不足,作為一種先進(jìn)的模擬方法,大渦模擬(LES)近年來(lái)在國(guó)內(nèi)關(guān)于內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)流動(dòng)方面已有初步探索,在高性能計(jì)算機(jī)工作站條件下,可以求解復(fù)雜湍流動(dòng),能夠得到詳細(xì)的流場(chǎng)信息。本文采用大渦方法對(duì)N-S方程過(guò)濾封閉處理,采用PIMPLE算法計(jì)算湍流動(dòng)方程,并結(jié)合燃燒模型,湍流模型,大渦模型,霧化模型等開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)基于開(kāi)源計(jì)算平臺(tái)Open FOAM的燃油霧化燃燒求解系統(tǒng)。本文主要完成了以下工作:1)針對(duì)流體力學(xué)中燃燒室復(fù)雜湍流場(chǎng)問(wèn)題,分析現(xiàn)有商業(yè)軟件優(yōu)缺點(diǎn),提出在開(kāi)源流體力學(xué)計(jì)算平臺(tái)Open FOAM下開(kāi)展數(shù)值求解工作,結(jié)合燃燒模型建立數(shù)學(xué)方程,開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一種新的基于大渦模擬方法的求解器my Les Foam。2)針對(duì)瞬態(tài)問(wèn)題求解思路,對(duì)比分析SIMPLE算法和PISO算法的利弊,采用PIMPLE算法,在有限時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)使用較少的時(shí)間步獲得了較好的收斂。3)在Open FOAM平臺(tái)下構(gòu)造算例,分別用my Les Foam與RANS(雷諾時(shí)均)求解器進(jìn)行了算例求解,求解結(jié)果表明大渦求解器能更好的完成液霧燃燒實(shí)驗(yàn)?zāi)M。4)結(jié)合以往研究者的經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行了Open FOAM平臺(tái)下開(kāi)展并行計(jì)算的可行性分析,并在工作站上實(shí)施了8核分布處理,通過(guò)網(wǎng)格分塊操作劃分計(jì)算區(qū)域,每個(gè)核啟動(dòng)進(jìn)程計(jì)算處理,取得了較為滿意的結(jié)果。5)最后,總結(jié)了新求解器性能,得出基于Open FOAM平臺(tái)研究燃燒流動(dòng)數(shù)值模擬具有可擴(kuò)展性能良好、能解決特定問(wèn)題以及并行計(jì)算效率高等特點(diǎn)。
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK16

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1216237