發(fā)布時(shí)間：2020-06-06 00:43

【摘要】：湍流問(wèn)題廣泛存在于自然界和工程技術(shù)領(lǐng)域中,始終是制約CFD發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。湍流模型長(zhǎng)久以來(lái)一直是解決工程湍流問(wèn)題的主要手段。而在湍流模型中工程應(yīng)用中使用最為廣泛的就是“標(biāo)準(zhǔn)的”k-ε湍流模型,然而在工程實(shí)際應(yīng)用中,使用這種“標(biāo)準(zhǔn)的”k-ε湍流模型進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算時(shí),計(jì)算結(jié)果往往與實(shí)際情況有一定的出入。由于之前的文獻(xiàn)大多都是關(guān)于“標(biāo)準(zhǔn)的”k-ε湍流模型中模型參數(shù)C_(ε2)的理論推導(dǎo),本文在此基礎(chǔ)上,從N-S方程出發(fā),從理論上推到了遠(yuǎn)場(chǎng)圓柱尾流中“標(biāo)準(zhǔn)的”k-ε湍流模型中另一個(gè)模型參數(shù)C_(ε1)的解析表達(dá)式,并且得到在遠(yuǎn)場(chǎng)圓柱尾流中模型參數(shù)C_(ε1)的理論值,在此基礎(chǔ)上從而獲得了一組“標(biāo)準(zhǔn)的”k-ε湍流模型的模型參數(shù)的改進(jìn)值。然后,通過(guò)將改進(jìn)前與改進(jìn)后的k-ε湍流模型分別與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證改進(jìn)后的k-ε湍流模型的合理性。通過(guò)比較改進(jìn)前后的k-ε湍流模型與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在尾流自相似區(qū)域的擴(kuò)張速率及平均速度的分布,數(shù)值模擬的計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn),改進(jìn)后的k-ε湍流模型在圓柱尾流遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)域確實(shí)有更好的效果,它能更加準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)圓柱尾流遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)域的擴(kuò)張速率和平均速度分布,并且在不同雷諾數(shù)2000,6570,9750的工況下均對(duì)擴(kuò)張速率和平均速度分布的預(yù)測(cè)有較大的改善。而且,這種改進(jìn)是可以推廣到不同雷諾數(shù)的圓柱尾流當(dāng)中的,不會(huì)因?yàn)槔字Z數(shù)的改變而失效。此外,本文也驗(yàn)證了改進(jìn)后的k-ε湍流模型在其它平面尾流(方柱尾流)中的合理性,發(fā)現(xiàn)這種改進(jìn)方法同樣也適用于方柱尾流之中。
【圖文】：

圖 1-1 湍流模型在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用（www.baidu.com）二方程模型包括 k-ω湍流模型[2-3]、標(biāo)準(zhǔn) k-ε湍流模型、RNG k-ε湍流模型[4]。在計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）中，自 Launder 和 Spalding 提出“標(biāo)準(zhǔn)的”k-ε流模型以來(lái)，k-ε湍流模型就成為了最具有代表性，，使用最為廣泛的湍流模型

圖 2-4 圓柱遠(yuǎn)場(chǎng)尾流 Cε1關(guān)于 y/L0的變化關(guān)系。a）紅色標(biāo)記，實(shí)驗(yàn)值；b）黑湍動(dòng)能 k 的產(chǎn)生；c）紅色虛線(xiàn)，Cε1的最優(yōu)值：0.38型的確定及無(wú)關(guān)性驗(yàn)證
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：O357.5

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3 許煬塏;劉玉s

本文編號(hào)：2698865