湍流一直是流體力學(xué)范疇內(nèi)研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)之一。圓湍射流也一直是研究者們關(guān)注的焦點(diǎn)。在圓湍射流中存在由于剪切層產(chǎn)生的擬序結(jié)構(gòu),一般采用RANS方法模擬的圓湍射流結(jié)果都只能得到時(shí)均流動(dòng)特征很難獲得湍流場(chǎng)中擬序結(jié)構(gòu)的演化過(guò)程。但大渦數(shù)值模擬方法（LES）計(jì)算過(guò)程主要是對(duì)于湍流中較大尺度的渦采取濾波函數(shù)法直接進(jìn)行計(jì)算,而對(duì)于湍流中存在的小渦,需要通過(guò)亞格子模型來(lái)封閉進(jìn)而模擬,從而使得計(jì)算過(guò)程中可以獲得更多的湍流信息,大渦模擬方法隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的提升,目前逐漸被廣泛采用,成為替代雷諾平均方法計(jì)算工程中湍流信息的主要手段。本文借助于大渦模擬方法首先對(duì)圓湍自由射流流場(chǎng)的湍流特性與空氣動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了分析,得到的結(jié)果與經(jīng)典射流實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證,說(shuō)明了大渦模擬對(duì)圓湍自由射流的模擬結(jié)果具有可靠性。將大渦模擬計(jì)算結(jié)果與RANS方法模擬得到的湍流射流結(jié)果相進(jìn)行了比較,對(duì)于平均速度及二階雷諾應(yīng)力的預(yù)測(cè),大渦模擬結(jié)果均比RANS方法得到的結(jié)果要好,從而驗(yàn)證了LES方法比RANS方法更具有一定的優(yōu)越性。采用LES方法開(kāi)展了對(duì)有伴隨流存在的射流結(jié)構(gòu)及空氣動(dòng)力特性的分析研究。對(duì)比了不同速度比條件下平行射流的大渦模... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)分析
        1.2.1 理論研究結(jié)果
        1.2.2 實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果
        1.2.3 數(shù)值模擬研究結(jié)果
        1.2.4 噴射器的研究現(xiàn)狀分析
    1.3 湍流數(shù)值模擬方法概述
        1.3.1 直接數(shù)值模擬方法（DNS）
        1.3.2 雷諾平均數(shù)值模擬方法（RANS）
        1.3.3 大渦模擬方法（LES）
        1.3.4 湍流數(shù)值模擬方法對(duì)比小結(jié)
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 自由圓湍射流不同湍流模型對(duì)比
    2.1 計(jì)算工況及邊界條件設(shè)置
    2.2 LES模擬結(jié)果與經(jīng)典實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比
        2.2.1 軸向平均速度與經(jīng)典實(shí)驗(yàn)對(duì)比
        2.2.2 射流卷吸量沿軸向分布
        2.2.3 射流平均速度的徑向分布
        2.2.4 湍流強(qiáng)度在不同截面上徑向分布
        2.2.5 渦量結(jié)構(gòu)圖分布
    2.3 LES模擬結(jié)果與RANS模擬結(jié)果對(duì)比
        2.3.1 軸向平均速度衰減特性對(duì)比
        2.3.2 速度場(chǎng)沿XY面分布對(duì)比研究
        2.3.3 射流半寬度沿軸線變化對(duì)比研究
        2.3.4 湍動(dòng)能沿軸向分布對(duì)比研究
    2.4 本章小結(jié)
3 同向平行射流特性分析
    3.1 初始條件及入口擾動(dòng)設(shè)置
    3.2 伴隨流結(jié)果對(duì)比分析
        3.2.1 伴隨流對(duì)軸向平均速度衰減的影響
        3.2.2 伴隨流對(duì)平均速度在徑向分布規(guī)律的影響
        3.2.3 伴隨流對(duì)射流半寬度分布規(guī)律的影響
        3.2.4 伴隨流對(duì)平均速度等值線分布規(guī)律的影響
        3.2.5 伴隨流對(duì)湍流特性分布規(guī)律的影響
    3.3 本章小結(jié)
4 噴射器流動(dòng)特性的大渦模擬分析
    4.1 計(jì)算域及網(wǎng)格劃分
    4.2 計(jì)算設(shè)置
    4.3 模擬方案的驗(yàn)證
    4.4 噴射器內(nèi)時(shí)均流動(dòng)特征
        4.4.1 平均軸向速度分布
        4.4.2 平均軸向速度徑向分布
        4.4.3 射流半寬度分布
        4.4.4 軸向平均壓力分布
    4.5 噴射器內(nèi)湍動(dòng)特征
        4.5.1 軸向湍流強(qiáng)度的分布
        4.5.2 湍動(dòng)能的分布
        4.5.3 擬序結(jié)構(gòu)演變
    4.6 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 今后工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]射流泵內(nèi)部流動(dòng)計(jì)算中不同湍流模擬方法的比較[J]. 周凌九,袁玲麗.  排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(01)
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[4]圓形射流湍流場(chǎng)的大渦模擬研究[J]. 趙平輝,葉桃紅,朱旻明,陳靖,陳義良.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2012(03)
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碩士論文
[1]可調(diào)式蒸汽噴射器性能計(jì)算分析[D]. 李熠橋.大連理工大學(xué) 2015
[2]沖擊射流數(shù)值模擬中湍流模型的分析與對(duì)比[D]. 平艷.天津大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3522254