水力旋流器旋流运动的格子Boltzmann模拟

作     者：胡亮 朱卫兵 张小彬 HU Liang;ZHU Weibing;ZHANG Xiaobin

作者机构：哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院黑龙江哈尔滨150001 

出 版 物：《哈尔滨工程大学学报》 (Journal of Harbin Engineering University)

年 卷 期：2017年第38卷第12期

页      面：1864-1871页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主　　题：水力旋流器 单相流场 旋流运动 湍流 格子Boltzmann方法 介观尺度 二次回流 旋进涡核 

摘      要：为确定格子Boltzmann方法对水力旋流器中旋流场模拟的适用性,基于水力旋流器的实验模型,采用格子Boltzmann方法,对水力旋流器内单相旋流场进行了模拟,并将本文模拟得到的平均速度分布与实验结果进行对比,给出了平均切向速度和平均轴向速度与实验值的相对误差。结果表明:格子Boltzmann方法能够模拟出水力旋流器中存在的旋流运动,并捕捉到流场的二次回流现象以及涡核的非稳态特征;模拟获得的平均轴向速度和平均切向速度分布与实验结果基本吻合,且对中心二次回流的模拟结果好于Hreiz(2011)文献模拟结果;模拟得出了平均径向速度在轴向上的方向交替变化,这与Hreiz(2011)结论吻合,并给出了水力旋流器中存在的旋进涡核现象。由此证明,格子Boltzmann方法可用于水力旋流器内旋流场的模拟。