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基于不同湍流模型的水下航行体圆柱结构流动特性数值模拟

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兵工学报 2022年第S2期43卷 53-63页

作者：何佳伟翟峻仪高伟鹏李烨 91054部队北京102442 航天科工空间工程发展有限公司北京100048

为提高水下航行体的隐身性能,探究不同湍流模型对水下航行体圆柱结构水动力数值模拟的影响。基于OpenFOAM开源计算流体力学工具包,进行水下航行体圆柱结构的数值模拟。开发3种混合湍流模型嵌入OpenFOAM工具包,3种模型分别为尺度自适应... 详细信息

为提高水下航行体的隐身性能,探究不同湍流模型对水下航行体圆柱结构水动力数值模拟的影响。基于OpenFOAM开源计算流体力学工具包,进行水下航行体圆柱结构的数值模拟。开发3种混合湍流模型嵌入OpenFOAM工具包,3种模型分别为尺度自适应模拟方法、部分平均N-S方程方法和改进的延迟分离涡方法。基于开发的3种模型进行数值计算仿真,得到水下航行体典型圆柱结构的绕流场分布以及受力特征。研究结果表明:湍流模型的选取对于水下航行体水动力模拟有着显著影响,所得结果对后续探究水下航行体辐射噪声的研究具有指导意义。

关键词：湍流模型水下航行体圆柱绕流数值模拟

湍流模型对瞬态流固耦合换热数值模拟影响分析

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原子能科学技术 2019年第2期53卷 304-311页

作者：丁文杰郭海兵黄洪文郭斯茂中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621900

采用ANSYS Fluent程序建立了固体加热功率指数增长的气体冷却模型,分析了瞬态过程中的流动传热特性,通过数值模拟结果与3组实验数据进行对比,研究了标准k-ε模型、标准k-ω模型、过渡SST模型和RSM模型4种典型湍流模型对瞬态过程中流固... 详细信息

采用ANSYS Fluent程序建立了固体加热功率指数增长的气体冷却模型,分析了瞬态过程中的流动传热特性,通过数值模拟结果与3组实验数据进行对比,研究了标准k-ε模型、标准k-ω模型、过渡SST模型和RSM模型4种典型湍流模型对瞬态过程中流固耦合换热数值模拟结果的影响。通过分析发现:热负载指数提升过程中,热功率一部分用于对流换热,而另一部分仍留在固体内,且热功率提升速率越高,对流换热的占比越低;采用不同湍流模型模拟出的等效表面热流密度均低于实验值,且采用ε类湍流模型的模拟结果与实验数据更接近。

关键词：湍流模型瞬态流固耦合换热数值模拟

狭长型封闭舱室内非定常流动模拟的湍流模型比较

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北京航空航天大学学报 2023年第4期49卷 957-964页

作者：韩逸飞胡雪松高盈张永志东华大学环境科学与工程学院上海201620

针对狭长型封闭舱室内非定常流动模拟的湍流模型选择问题,以飞机舱室为典型环境,使用相似准则为依据的热缩比法搭建了实验平台。将实验结果与RNG k-ε、DES、LES三种湍流模型的数值模拟结果进行对比和分析,评估狭长型封闭舱室内非定常... 详细信息

针对狭长型封闭舱室内非定常流动模拟的湍流模型选择问题,以飞机舱室为典型环境,使用相似准则为依据的热缩比法搭建了实验平台。将实验结果与RNG k-ε、DES、LES三种湍流模型的数值模拟结果进行对比和分析,评估狭长型封闭舱室内非定常流动特征研究中合适的湍流模型。结果显示,RNG k-ε和DES模型可以定性描述流动变化趋势,但是LES模型在流场非定常性和不稳定性捕捉更为准确,其流场结构更接近实验结果。模拟结果与实验结果对比显示,LES模型能更加真实地反映狭长型封闭舱室非定常流动的情况。

关键词：数值模拟湍流模型气流组织缩比模型狭长舱室

基于多种湍流模型的电解加工温度多场耦合仿真

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华南理工大学学报（自然科学版） 2022年第3期50卷 88-94,126页

作者：陈远龙林华陈培譞李回归合肥工业大学机械工程学院安徽合肥230009 皖西学院机械与车辆工程学院安徽六安237000

针对型面电解加工过程中的间隙温度分布难以预测和测量的问题,建立型面二维电解加工温度多物理场耦合仿真模型,分别基于SA、k-ε、k-ω、SST和低雷诺数k-ε等湍流模型求解加工间隙流场分布,耦合电场、流场和温度场求解间隙温度场分布,... 详细信息

针对型面电解加工过程中的间隙温度分布难以预测和测量的问题,建立型面二维电解加工温度多物理场耦合仿真模型,分别基于SA、k-ε、k-ω、SST和低雷诺数k-ε等湍流模型求解加工间隙流场分布,耦合电场、流场和温度场求解间隙温度场分布,并将计算值与试验值进行对比。结果表明,求解近壁区流速时采用低雷诺数壁处理比采用壁函数处理的精度高,间隙温升能在较短时间内达到准稳态,基于SST、低雷诺数k-ε模型的间隙温度仿真值非常接近,其耦合气泡的温度多场耦合模型仿真值与试验值更为接近。

关键词：湍流模型电解加工多物理场耦合对流传热低雷诺数

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不同湍流模型对铅-铋凝固模拟的影响研究

核动力工程 2023年第S1期44卷 40-45页

作者：曾陈张蕊刘茂龙张伟豪李俊龙刘利民刘莉顾汉洋上海交通大学上海200240 中广核研究院有限公司广东深圳518000

为了研究不同湍流模型及湍流普朗特数(Pr_(t))模型对模拟铅-铋凝固行为的影响,利用FLUENT对铅-铋管内流动凝固行为进行模拟研究。研究结果表明,尽管剪切应力传输(k-ω SST)模型、k-ε模型与雷诺应力(RSM)模型在模拟铅-铋传热时的差异可... 详细信息

为了研究不同湍流模型及湍流普朗特数(Pr_(t))模型对模拟铅-铋凝固行为的影响,利用FLUENT对铅-铋管内流动凝固行为进行模拟研究。研究结果表明,尽管剪切应力传输(k-ω SST)模型、k-ε模型与雷诺应力(RSM)模型在模拟铅-铋传热时的差异可以忽略,但在相变过程中对温度场与压力场的模拟存在显著差异,应慎重选取湍流模型。另外对不同Pr_(t)模型对铅-铋的凝固行为模拟的研究表明,不同Pr_(t)模型对铅-铋的凝固行为模拟无明显差异。

关键词：铅-铋快堆(LFR) 安全分析冷却剂凝固湍流模型

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湍流模型的研究现状与最新进展（英文）

船舶力学 2019年第3期23卷 360-376页

作者：邓锐高子予李裕龙姜大鹏马勇中山大学海洋工程与技术学院广州510275

直接数值模拟方法由于硬件条件的限制,在船舶与海洋工程领域的实际数值计算中难以实现,迄今为止湍流模型在船舶与海洋工程计算流体力学的研究中仍然被广泛采用。湍流模型的发展从RANS和URANS开始,逐渐向LES和DES发展,并发展出许多优秀... 详细信息

直接数值模拟方法由于硬件条件的限制,在船舶与海洋工程领域的实际数值计算中难以实现,迄今为止湍流模型在船舶与海洋工程计算流体力学的研究中仍然被广泛采用。湍流模型的发展从RANS和URANS开始,逐渐向LES和DES发展,并发展出许多优秀的混合方法。虽然几乎所有的模型在应用中都有成功的案例,但它们各自的缺点与问题仍然是不可避免的。该文通过大量的文献,对RANS、LES、DES、URANS以及混合RANS-LES等模型的特点逐一进行了探讨,仔细讨论并给出了其缺点与问题的处理方法,同时还给出了各种湍流模型的一些应用实例。

关键词：湍流模型 RANS LES DES 混合模型

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湍流模型对湍流射流CFD模拟的影响

推进技术 2016年第6期37卷 1049-1054页

作者：张仪王晓东胡昊康顺华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 华北水利水电大学河南郑州450045

横流中的湍流射流涡旋结构复杂,湍流模型对其模拟结果影响很大。采用S-A,Realizable k-ε,k-ω和SST k-ω四种湍流模型对吹风比为0.5和1.5工况下的横流中射流进行了数值模拟研究。与实验值比较验证了数值模拟结果的可信性。分析了旋转... 详细信息

横流中的湍流射流涡旋结构复杂,湍流模型对其模拟结果影响很大。采用S-A,Realizable k-ε,k-ω和SST k-ω四种湍流模型对吹风比为0.5和1.5工况下的横流中射流进行了数值模拟研究。与实验值比较验证了数值模拟结果的可信性。分析了旋转张量和剪切张量对湍流生成的影响。发现四种湍流模型对下游速度分布的预测均较为准确,在小吹风比下S-A模型性能最好;在大吹风比下k-ω模型较为准确。

关键词：横流中的射流吹风比数值模拟湍流模型

针对叶轮机流场分析的不同Spalart-Allmaras湍流模型评价

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推进技术 2022年第4期43卷 75-87页

作者：张倩黄秀全王丁喜西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072 西北工业大学航空发动机内流重点实验室陕西西安710129

Spalart-Allmaras (SA)湍流模型在Reynolds-Average Navier-Stokes (RANS)方程求解中得到了广泛的应用。针对叶轮机数值模拟,国内外学者提出了很多修正的SA模型,但它们之间的对比少有研究。为此,综述了原始的SA (SA-standard),SA-neg,SA... 详细信息

Spalart-Allmaras (SA)湍流模型在Reynolds-Average Navier-Stokes (RANS)方程求解中得到了广泛的应用。针对叶轮机数值模拟,国内外学者提出了很多修正的SA模型,但它们之间的对比少有研究。为此,综述了原始的SA (SA-standard),SA-neg,SA-Helicity,SA-Ning及SA-R五种不同SA湍流模型。针对NASA Rotor 67和NASA Rotor 37,考察这五种湍流模型对数值计算稳定性的影响及对叶轮机内部流动细节捕捉的能力。研究表明:SA-standard和SA-neg湍流模型计算结果几乎相同;相比于SA-standard湍流模型,SA-Ning湍流模型计算的压比、效率和堵塞流量均较大;SA-R湍流模型模拟的激波/边界层干涉更严重,分离区域更大,计算的压比小,模型修正效果不理想;SA-Helicity湍流模型不仅能极大地提高计算的压比和流量范围,而且能提高计算的稳定性和失速工况下的计算准确性,但计算的堵塞流量和效率较小。

关键词：叶轮机湍流模型边界层流场分析分离数值模拟

基于两方程湍流模型的均匀流中湍流动能衰减规律研究

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太阳能学报 2022年第4期43卷 418-427页

作者：李德顺马国林郭涛徐权兰州理工大学能源与动力工程学院兰州730050 甘肃省风力机工程技术研究中心兰州730050 甘肃省流体机械及系统重点实验室兰州730050

通过理论推导和数值模拟,从湍流模型封闭系数的确定过程、输运方程扩散项的影响因素、入口边界条件和网格尺度等方面分析标准k-ε模型、标准k-ω模型和SST k-ω湍流模型在计算均匀来流时湍流动能的衰减规律及其本质物理区别;通过数值模... 详细信息

通过理论推导和数值模拟,从湍流模型封闭系数的确定过程、输运方程扩散项的影响因素、入口边界条件和网格尺度等方面分析标准k-ε模型、标准k-ω模型和SST k-ω湍流模型在计算均匀来流时湍流动能的衰减规律及其本质物理区别;通过数值模拟分析中性大气条件下湍流动能的衰减规律。结果表明,在均匀流中,采用标准k-ε湍流模型,入口湍流强度较小或湍流粘性比较大时,湍流动能衰减的程度及速率比采用标准k-ω模型和SST k-ω模型时小;在中性大气条件下,采用SST k-ω湍流模型,顶部边界采用压力出口时,风速、湍动能和比耗散率的廓线保持性较好。

关键词：风力机均匀流湍流动能衰减湍流模型边界条件数值模拟