傳統(tǒng)的數(shù)值模擬計算方法計算量大,計算時間長,對計算機的配置要求高,很難滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展需求。特征正交分解(POD)低階模型是一種高效數(shù)值方法,可以大大縮短計算時間。本文采用適體坐標(biāo)與最佳正交分解(POD)相結(jié)合的方法對選取的扁管管翅式換熱器進(jìn)行降維計算,在保證計算精度的前提下提高計算速度,以達(dá)到提高復(fù)雜結(jié)構(gòu)換熱器數(shù)值設(shè)計效率的目的,滿足更多領(lǐng)域的工程實際需求。本文以扁管管翅式換熱器為例,構(gòu)建了POD低階模型,并將其計算結(jié)果與FVM計算結(jié)果進(jìn)行了對比。具體研究內(nèi)容如下:(1)在采用FVM方法對扁管管翅式換熱器傳熱單元的模擬計算中,改變的參數(shù)為:翅片間距、橫向管間距和空氣側(cè)雷諾數(shù)。并且分別對等壁溫邊界條件和等熱流邊界條件下的單參數(shù)變量、雙參數(shù)變量和三參數(shù)變量三種工況進(jìn)行計算,根據(jù)模擬計算結(jié)果分析溫度場和速度場的分布特征。(2)由FVM的計算結(jié)果得到POD插值法所需的各個樣本,樣本包含的模擬工況分別有等壁溫邊界條件下的單參數(shù)變量、雙參數(shù)變量和三參數(shù)變量以及等熱流邊界條件下的單參數(shù)變量、雙參數(shù)變量和三參數(shù)變量,共6組樣本。對于樣本參數(shù)工況采用snapshot(快照)方法進(jìn)行最佳正交分解計算以得...

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 研究目的和意義
        1.2.1 研究目的
        1.2.2 研究意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 本論文的主要工作
    1.5 擬解決的關(guān)鍵技術(shù)問題
2 高階模型以及基于POD方法的低階模型
    2.1 模型建立
        2.1.1 物理模型
        2.1.2 數(shù)學(xué)模型
        2.1.3 控制方程及邊界條件
    2.2 適體坐標(biāo)
        2.2.1 適體坐標(biāo)理論
        2.2.2 采用適體坐標(biāo)建立求解區(qū)域
    2.3 網(wǎng)格獨立性驗證及數(shù)值方法考核
        2.3.1 網(wǎng)格劃分及獨立性考核
        2.3.2 數(shù)值方法考核
    2.4 POD低階模型的構(gòu)建
        2.4.1 POD低階模型的樣本工況
        2.4.2 POD低階模型基函數(shù)的求取
        2.4.3 POD低階模型譜系數(shù)的求解
3 FVM高階模型計算結(jié)果
    3.1 等壁溫邊界條件下的計算結(jié)果
        3.1.1 單參數(shù)變化的計算結(jié)果
        3.1.2 雙參數(shù)變化的計算結(jié)果
        3.1.3 三參數(shù)變化的計算結(jié)果
    3.2 等熱流邊界條件下的計算結(jié)果
        3.2.1 單參數(shù)變化的計算結(jié)果
        3.2.2 雙參數(shù)變化的計算結(jié)果
        3.2.3 三參數(shù)變化的計算結(jié)果
4 POD低階模型計算結(jié)果
    4.1 等壁溫邊界條件下的計算結(jié)果
        4.1.1 單參數(shù)變化的計算結(jié)果
        4.1.2 雙參數(shù)變化的計算結(jié)果
        4.1.3 三參數(shù)變化的計算結(jié)果
    4.2 等熱流邊界條件下的計算結(jié)果
        4.2.1 單參數(shù)變化的計算結(jié)果
        4.2.2 雙參數(shù)變化的計算結(jié)果
        4.2.3 三參數(shù)變化的計算結(jié)果
    4.3 兩種邊界條件下的結(jié)果對比
5 POD低階模型與FVM高階模型結(jié)果對比
    5.1 等壁溫條件下的結(jié)果對比
        5.1.1 溫度場結(jié)果對比
        5.1.2 速度場結(jié)果對比
    5.2 等熱流條件下的結(jié)果對比
        5.2.1 單參數(shù)條件下溫度場結(jié)果對比
        5.2.2 單參數(shù)條件下速度場結(jié)果對比
        5.2.3 雙參數(shù)條件下溫度場結(jié)果對比
        5.2.4 雙參數(shù)條件下速度場結(jié)果對比
        5.2.5 三參數(shù)條件下溫度場結(jié)果對比
        5.2.6 三參數(shù)條件下速度場結(jié)果對比
    5.3 兩種模型計算耗時對比
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號：3855042