基于大渦模擬,采用Fluent軟件對(duì)帶溝槽結(jié)構(gòu)的平板流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行熵產(chǎn)分析,探究溝槽結(jié)構(gòu)引起的熵產(chǎn)變化規(guī)律.結(jié)果表明:溝槽結(jié)構(gòu)能減少流動(dòng)過(guò)程中的熵產(chǎn),在30 m·s^-1時(shí)(Re≈20 000),近壁區(qū)總熵產(chǎn)減少約25%, 40 m·s^-1時(shí)(Re≈27 000)減少約19%,但其結(jié)構(gòu)對(duì)后續(xù)流動(dòng)沒(méi)有持續(xù)性影響,且隨著法向高度的增加,影響逐漸變小;熵產(chǎn)在溝槽頂端部分的數(shù)值遠(yuǎn)大于其他區(qū)域,湍流作用引起的熵產(chǎn)起主要作用.所得結(jié)論為優(yōu)化溝槽結(jié)構(gòu)減阻提供了理論依據(jù).

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圖2局部網(wǎng)格

圖1計(jì)算模型1.2數(shù)值方法

圖1計(jì)算模型

選擇角度為60°的V型對(duì)稱溝槽結(jié)構(gòu),研究其對(duì)流動(dòng)的影響.溝槽結(jié)構(gòu)布置于計(jì)算域下壁面距進(jìn)口20H處,流向布置20個(gè)溝槽結(jié)構(gòu),排列方式、幾何形狀、尺寸等如圖1所示.模型中流體從右向左流動(dòng).圖2局部網(wǎng)格

圖3y+驗(yàn)證

計(jì)算域網(wǎng)格剖分形式采用H型,網(wǎng)格如圖2所示.分別采用了1×106、1.3×106、1.6×106、1.9×106、2.2×106網(wǎng)格進(jìn)行劃分,通過(guò)網(wǎng)格劃分使其y+<1,網(wǎng)格總數(shù)通過(guò)無(wú)關(guān)性驗(yàn)證確定為1.9×106,流向、展向、法向分別對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)為440×40×140,....

圖4網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證

圖3y+驗(yàn)證上下壁面設(shè)置為無(wú)滑移壁面,其他設(shè)置為周期性邊界條件.工質(zhì)為空氣.考慮到湍流中存在旋渦等結(jié)構(gòu),湍流模型采用帶旋轉(zhuǎn)修正的realizablek-ε模型,采用標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù),二階迎風(fēng)格式.基于上述模擬得到的流場(chǎng)作為L(zhǎng)ES的初場(chǎng),考慮渦結(jié)構(gòu)演化中大尺度到小尺度的整體能量輸運(yùn)....

本文編號(hào)：3899415