检索结果-南通市图书馆

典型亚格子模型在小尺度火旋风大涡模拟中的适用性研究

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

典型亚格子模型在小尺度火旋风大涡模拟中的适用性研究

作者：赵帅哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

火旋风作为一种破坏性极强的火灾现象,火焰高度高、燃烧速率快、波动范围广,具有与常规火灾完全不同的流场特征。过往关于火旋风的实验及模拟研究取得了丰硕的成果,但不同模型的选取对火旋风数值模拟结果造成的影响方面仍存在较大研究... 详细信息

火旋风作为一种破坏性极强的火灾现象,火焰高度高、燃烧速率快、波动范围广,具有与常规火灾完全不同的流场特征。过往关于火旋风的实验及模拟研究取得了丰硕的成果,但不同模型的选取对火旋风数值模拟结果造成的影响方面仍存在较大研究空间。本论文选取5种常用于火灾大涡模拟的亚格子模型,以火灾动力学模拟软件FDS4.0为平台针对该问题展开工作,主要包含以下方面:(1)对软件默认的Smagorinsky模型,以小尺度自然对流火旋风实验为依据,进行了不同网格尺寸、加密方式及模型中的经验系数等影响因素第模拟,得到了最佳第结果。研究发现,FDS中局部加密由于难于判断火焰转动形态而在火焰扫过区域边界时数据溢出因而不适用于火旋风模拟。此外,经验悉数中,Smagorinsky常系数的取值直接影响到粘性系数的计算方式而对结果影响最大。(2)通过修改源代码的方式,将其它几种亚格子模型编入程序,并分别就实验情况进行模拟。发现动态计算Smagorinsky系数及RNG的修正方法均能够提高计算的准确性。其中,动态模型采用时间与空间上动态计算粘性系数的方式,更贴近物理实际,但需要进行复杂的剪切、平均等处理且对网格要求极高,对于复杂流动来说消耗计算资源过大,RNG模型在湍流强度高的区域通过海维赛函数修正基于常系数模型求得的粘性系数,对火旋风问题而言结果可靠。对于不利于动态计算复杂流动问题来说,可通过寻找最佳Cs数使用Smagorinsky模型,或通过优化系数后的RNG模型进行计算以实现准确与效率的最大化。Deardorff模型利用速度场求解粘性系数的方式会导致摩擦被过分低估,而不能造成火焰的旋转;Vreman模型从机理上忽略了亚格子耗散而造成能量在小涡尺度上的过度积聚,两模型均不适用于火旋风模拟。(3)设计并完成小尺度多池火旋风实验,并以此为基准分别验证几种亚格子模型在存在火焰融合过程的火旋风中的适用情况,并初步分析了多池火旋风的流场特征。此外,对经典的McCaffrey火羽流经验公式进行修正,得出了适用于不同火源数量的小尺度火旋风的修正结果。

关键词：火旋风大涡模拟亚格子模型 FDS

轿车外气动噪声大涡模拟亚格子模型和壁面函数研究

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

轿车外气动噪声大涡模拟亚格子模型和壁面函数研究

作者：吴德久吉林大学

学位级别：硕士

气动噪声是轿车高速行驶时的重要声源，显著影响驾乘舒适性。目前研究气动噪声的方法有多种，CFD方法在预测气动噪声方面得到广泛应用，然而预测精度需要提高，这是现阶段的研究重点。因此，本文主要针对轿车外后视镜和A柱侧窗区域产生... 详细信息

气动噪声是轿车高速行驶时的重要声源，显著影响驾乘舒适性。目前研究气动噪声的方法有多种，CFD方法在预测气动噪声方面得到广泛应用，然而预测精度需要提高，这是现阶段的研究重点。因此，本文主要针对轿车外后视镜和A柱侧窗区域产生的气动噪声，研究不同亚格子模型的大涡模拟方法和壁面函数对仿真精度的影响。采用CFD方法研究轿车外后视镜和A柱侧窗区域产生的气动噪声,并与风洞试验对比。在CFD方法中，利用开源计算流体软件OpenFOAM的平台，以其自带的SLM亚格子模型为基础，建立DSLM和WALEM亚格子模型，实现三种亚格子模型（SLM、DSLM和WALEM）的大涡模拟方法并且添加壁面函数kqRWallFunction。通过简单二维圆柱绕流和简单后视镜模型对所实现的LES方法进行验证，主要从定性和定量两个方面，具体包括涡流结构、速度场、压力场和监测点声压级曲线的对比分析。通过对比发现，添加壁面函数kqRWallFunction之后仿真精度有明显提高;选择亚格子模型为SLM和DSLM的LES方法精度较高，适用性较好。选择亚格子模型为SLM和DSLM的LES方法和添加壁面函数kqRWallFunction对整车外流场仿真分析。首先对没有边界层的粗糙网格的计算域进行求解，然后将粗糙网格的稳定流场信息映射到存在边界层的致密网格的流场中，粗糙网格的流场信息作为致密网格流场的初始条件，使用相同的仿真方法继续求解。获得后视镜侧窗关键区域的流场信息，如速度场、压力场、湍流分布情况以及声场分布情况。对实车模型进行风洞试验，获得两侧侧窗区域监测点的压力脉动情况和声压信息。将仿真中监测点的压力系数和声压曲线与风洞试验对比，发现亚格子模型为DSLM的LES方法更接近风洞试验。对轿车外气动噪声仿真， DSLM的LES方法并且添加壁面函数kqRWallFunction可以获得较好的仿真精度。总结轿车外后视镜和A柱侧窗区域气动噪声的产生机理，由于气流经过后视镜之后形成湍流涡，湍流涡间歇性脱落，导致尾部空间侧窗区域压力脉动较为剧烈，以及气流对侧窗进行撞击，形成气动噪声;另外，流经A柱的气流由于存在气流分离现象，有部分的分离的气流会在侧窗上部再附着，同样形成气动噪声。分析气动噪声的产生机理，为车型开发起到辅助指导作用,为LES方法在气动噪声仿真的工程化应用提供基础。

关键词：后视镜气动噪声大涡模拟亚格子模型壁面函数

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

气固两相流气相亚格子模型效应的研究

气固两相流气相亚格子模型效应的研究

作者：王帅哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

气固两相流动现象广泛存在于能源、化工、冶金、轻工等领域中,深入认识和掌握气固两相流动的内在机理和规律有着重要的实际意义,随着计算机技术的不断发展,数值模拟已成为研究气固两相流动主要方法之一。大涡模拟包含了直接数值模拟和... 详细信息

气固两相流动现象广泛存在于能源、化工、冶金、轻工等领域中,深入认识和掌握气固两相流动的内在机理和规律有着重要的实际意义,随着计算机技术的不断发展,数值模拟已成为研究气固两相流动主要方法之一。大涡模拟包含了直接数值模拟和雷诺平均法的思想,对空间分辨率的要求要远小于直接模拟的方法,在现有的计算机的条件下,可以模拟出较高雷诺数和较复杂的湍流运动;另一方面,可以获得比雷诺平均模拟更多的湍流信息。因此,大涡数值模拟方法在气固两相流中有很广阔的前景。本文采用体积分数加权平均方法对气固两相流控制方程进行过滤,获得气相和颗粒相大涡模拟计算模型,基于颗粒动理学理论,采用双流体模型,对提升管内气固两相流动进行大涡模拟。模拟结果给出了提升管内的时均颗粒相浓度和速度分布,合理的预报出了提升管内的环-核流动结构。同时,分析了不同的气相亚格子模型系数Cg对模拟结果的影响,对于所研究的条件,气相亚格子模型系数Cg应该选取为0.1左右较为合理。考虑壁面能量耗散过大,通过壁面函数对模型进行修正,修正后的模拟结果更接近于实验值。采用梯度模式的气相亚格子模型进行提升管的数值模拟,研究结果表明在本文研究的范围内,梯度模式夸大了床中心区域能量耗散,因此不推荐采用梯度模式预测提升管内流动过程。同时对曳力系数进行修正,修正后更容易形成颗粒聚团,时均气相和颗粒相轴向速度都较修正前变大。

关键词：气固两相流大涡模拟亚格子模型壁面函数

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

亚格子模型在钝体绕流大涡模拟中的比较

亚格子模型在钝体绕流大涡模拟中的比较

第十四届全国结构风工程学术会议

作者：杨庆山李启北京交通大学土建学院

在较低分辨率的大涡模拟中由于亚格子部分所占比例较大而必须采用亚格子模型计入亚格子涡的影响。本文回顾了亚格子模型在结构风工程领域的研究现状;对其中常用的基本模型进行了分类,并给出详细的数学描述式;总结了在壁面附近湍流未充... 详细信息

在较低分辨率的大涡模拟中由于亚格子部分所占比例较大而必须采用亚格子模型计入亚格子涡的影响。本文回顾了亚格子模型在结构风工程领域的研究现状;对其中常用的基本模型进行了分类,并给出详细的数学描述式;总结了在壁面附近湍流未充分发展的区域,为了获得更准确的模拟结果而修正基本模型的几种方法。此外,选取标准S模型、动力S模型等亚格子模型对二维钝体绕流场进行了数值计算。通过分别与相同网格划分下不包含亚格子模型的大涡模拟结果相比较,获得了各模型所估算出的亚格子涡对流场结果的贡献。研究结果给出用不同模型计算的流线图和时均压力分布图。

关键词：大涡模拟亚格子模型数值计算

文丘里喷嘴空化流大涡模拟亚格子模型对比研究

在线全文

cnki会议

学校读者我要写书评

暂无评论

液压气动与密封 2024年第5期44卷 32-38页

作者：张楚谦郑平陈勇刚赵梁中国民航飞行学院民航安全工程学院四川广汉618307 辽宁石油化工大学石油天然气工程学院辽宁抚顺113001 中国民航飞行学院民机火灾科学与安全工程四川省重点实验室四川广汉618307

针对文丘里喷嘴不同机制下可压缩空化流开展了大涡模拟(LES)研究,并对比讨论了3种常用的亚格子模型的适用性。结果显示,各模型在预测回射流机制和凝结激波机制的流速与空化云脱落周期上表现良好。在空化云演化过程中,WALE模型在两种机... 详细信息

针对文丘里喷嘴不同机制下可压缩空化流开展了大涡模拟(LES)研究,并对比讨论了3种常用的亚格子模型的适用性。结果显示,各模型在预测回射流机制和凝结激波机制的流速与空化云脱落周期上表现良好。在空化云演化过程中,WALE模型在两种机制下的模拟吻合度最佳,SL模型预测溃灭过程提前,蒸汽相体积分数偏小;KET模型吻合度最差,溃灭过程以及周期内脱落存在时间延迟。初步发现回射流机制下的喉部压力功率谱密度分析服从-5/3标度律,凝结激波机制服从-7/3标度律。

关键词：大涡模拟亚格子模型空化空化流数值模拟

不同亚格子模型在亚声速槽道流大涡模拟中的应用对比

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

气体物理 2019年第1期4卷 33-44页

作者：洪正叶正寅西北工业大学航空学院陕西西安710072

湍流边界层流动是一种广泛存在于飞行器内部和外部的流动现象,是基础理论和模型验证的重要研究对象.能够捕捉大部分流动细节且计算量适中的大涡模拟(large-eddy simulation, LES)方法在湍流数值模拟中得到了越来越广泛的应用.文章基于... 详细信息

湍流边界层流动是一种广泛存在于飞行器内部和外部的流动现象,是基础理论和模型验证的重要研究对象.能够捕捉大部分流动细节且计算量适中的大涡模拟(large-eddy simulation, LES)方法在湍流数值模拟中得到了越来越广泛的应用.文章基于格心有限差分方法,使用4阶紧致中心格式离散N-S方程无黏项,分别应用5种不同的亚格子(subgrid-scale, SGS)模型,即隐式, SM(Smagorinsky model), DSM(dynamic Smagorinsky model), WALE(wall-adapting local eddy-viscosity model)和CSM(coherent structures model),对Re=3 000, Ma=0.5的等温壁面槽道流动进行了大涡模拟研究.与实验值和直接数值模拟(direct numerical simulation, DNS)结果对比后发现,流场平均温度、平均密度等热力学量以及平均流向速度对亚格子模型不敏感,不适宜作为判断模型优劣的判据.亚格子模型在壁面附近的耗散越大,壁面摩擦速度以及阻力系数就越小.对于与速度相关的脉动量来说,不同模型得到的结果在壁面和脉动峰值附近误差比较大,中心线附近较小;显式模型结果在流向速度峰值处均高于参考值,而在展向和壁面法向速度脉动峰值处则均偏低.考虑显式的4种模型在壁面附近的涡黏系数分布, DSM和CSM曲线满足涡黏系数与无量纲壁面距离3次方成正比的分布规律, SM曲线斜率偏小而WALE曲线斜率偏大.

关键词：槽道流 N-S方程大涡模拟格心有限差分法亚格子模型

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于涡定义的大涡模拟亚格子模型

基于涡定义的大涡模拟亚格子模型

第三十三届全国水动力学研讨会

作者：丁媛庞碧玉王义乾苏州大学数学科学学院

大涡模拟基于湍动能传输机制,对于大尺度的涡,直接通过N-S方程求解;而小尺度的涡仅起到耗散作用,所以小尺度涡运动对大尺度涡的影响则通过建立模型体现出来。在提出唯象论亚格子模型的过程中,小尺度脉动被认为来源于各向同性的小尺度涡... 详细信息

大涡模拟基于湍动能传输机制,对于大尺度的涡,直接通过N-S方程求解;而小尺度的涡仅起到耗散作用,所以小尺度涡运动对大尺度涡的影响则通过建立模型体现出来。在提出唯象论亚格子模型的过程中,小尺度脉动被认为来源于各向同性的小尺度涡结构,当这些小涡结构的尺度小于网格尺度时,就需要建立模型来模化小尺度涡结构对大尺度涡结构的影响。直观上,涡代表流体的旋转运动。然而到目前为止,仍然没有被广泛接受的严格涡定义。历史上,涡量曾被用来表征流动中的涡,但当背景剪切较强时,两者的关联性很低。之后人们陆续提出了Q、λ、Δ、λ和?等涡识别方法方法用于显示复杂流动中的涡结构。Rortex/Liutex向量是近年来新提出的一种涡结构定义和表征方法,其方向代表当地旋转轴,大小则代表流体当地旋转角速度的2倍,能够较好地对湍流流场中的多尺度涡结构进行描述。利用这一新的涡定义方法,开展湍流中多尺度涡结构的相互作用研究,尤其是小尺度对大尺度涡结构的影响,对于优化大涡模拟亚格子模型具有重要意义。

关键词：大涡模拟亚格子模型涡

Kolmogorov方程、Yaglom方程和亚格子模型

在线全文

cnki会议

学校读者我要写书评

暂无评论

Kolmogorov方程、Yaglom方程和亚格子模型

近代空气动力学研讨会

作者：张兆顺崔桂香许春晓清华大学工程力学系清华大学工程力学系清华大学工程力学系

本文提出一种新型、理性的大涡模拟亚格子应力和亚格子标量通量模型的构造方法,该方法基于局部各向同性的惯性子区中脉动速度和脉动标量的二阶结构函数的输运方程,即Kolmogorov方程和Yaglom方程。所构造的亚格子涡黏和涡扩散模型在各向... 详细信息

本文提出一种新型、理性的大涡模拟亚格子应力和亚格子标量通量模型的构造方法,该方法基于局部各向同性的惯性子区中脉动速度和脉动标量的二阶结构函数的输运方程,即Kolmogorov方程和Yaglom方程。所构造的亚格子涡黏和涡扩散模型在各向同性湍流和槽道湍流算例中获得和直接数值模拟相符的结果。

关键词：湍流标量湍流大涡数值模拟亚格子模型

在线全文

cnki会议

学校读者我要写书评

暂无评论

湍流中颗粒相对弥散的大涡模拟亚格子模型

湍流中颗粒相对弥散的大涡模拟亚格子模型

第十一届全国流体力学学术会议

作者：周志登晋国栋中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室中国科学院大学工程科学学院

湍流中颗粒的相对弥散在大气污染的预测和控制、化工反应过程的优化等领域有着重要应用。相对弥散主要受小尺度湍流结构的控制,这为该过程的大涡模拟精准预测提出了一个根本性的挑战。针对大涡模拟预测颗粒相对弥散的主要误差来源,即小... 详细信息

湍流中颗粒的相对弥散在大气污染的预测和控制、化工反应过程的优化等领域有着重要应用。相对弥散主要受小尺度湍流结构的控制,这为该过程的大涡模拟精准预测提出了一个根本性的挑战。针对大涡模拟预测颗粒相对弥散的主要误差来源,即小尺度湍流的缺失和亚格子模型的过度耗散,我们提出了一种运动学模型与反卷积方法耦合的大涡模拟亚格子模型,这种耦合通过解析尺度和未解尺度在截断波数处的湍流能量通量得以实现。反卷积方法用于提高截断波数附近的湍流能量,而运动学模型用于构造缺失的亚格子湍流。为了验证提出的模型,我们通过与直接数值模拟对比,研究了流体质点的相对弥散和惯性颗粒的相对速度和聚团统计量,发现该模型显著提升了大涡模拟对流体质点的相对弥散和惯性颗粒的相对速度的预测,而对小Stokes数颗粒的聚团预测仍需要进一步改进。

关键词：湍流两相流相对弥散大涡模拟亚格子模型反卷积方法