标准k-ε湍流模型在平面尾流中的改进

论文摘要

湍流问题广泛存在于自然界和工程技术领域中,始终是制约CFD发展的瓶颈问题。湍流模型长久以来一直是解决工程湍流问题的主要手段。而在湍流模型中工程应用中使用最为广泛的就是“标准的”k-ε湍流模型,然而在工程实际应用中,使用这种“标准的”k-ε湍流模型进行数值模拟计算时,计算结果往往与实际情况有一定的出入。由于之前的文献大多都是关于“标准的”k-ε湍流模型中模型参数Cε2的理论推导,本文在此基础上,从N-S方程出发,从理论上推到了远场圆柱尾流中“标准的”k-ε湍流模型中另一个模型参数Cε1的解析表达式,并且得到在远场圆柱尾流中模型参数Cε1的理论值,在此基础上从而获得了一组“标准的”k-ε湍流模型的模型参数的改进值。然后,通过将改进前与改进后的k-ε湍流模型分别与实验结果进行对比,验证改进后的k-ε湍流模型的合理性。通过比较改进前后的k-ε湍流模型与实验数据在尾流自相似区域的扩张速率及平均速度的分布,数值模拟的计算结果发现,改进后的k-ε湍流模型在圆柱尾流远场区域确实有更好的效果,它能更加准确的预测圆柱尾流远场区域的扩张速率和平均速度分布,并且在不同雷诺数2000,6570,9750的工况下均对扩张速率和平均速度分布的预测有较大的改善。而且,这种改进是可以推广到不同雷诺数的圆柱尾流当中的,不会因为雷诺数的改变而失效。此外,本文也验证了改进后的k-ε湍流模型在其它平面尾流（方柱尾流）中的合理性,发现这种改进方法同样也适用于方柱尾流之中。

论文目录

摘要

ABSTRACT

第1章绪论

1.1 课题的背景及研究的目的和意义

1.2 相关领域的研究现状

1.2.1 k-ε湍流模型的研究现况

1.2.2 平面尾流的实验研究现状

1.3 课题的主要研究内容

第2章模型参数的理论推导

2.1 标准k-ε湍流模型的概述

2.2 模型参数的理论推导

2.2.1 模型参数Cε2 的理论推导概述

2.2.2 模型参数Cε1 的理论分析

2.2.3 实验详情介绍

2.2.4 实验结果分析

2.3 模型的确定及无关性验证

2.3.1 物理模型

2.3.2 几何模型

2.3.3 边界条件与求解器的设置

2.3.4 网格的划分及无关性验证

2.4 本章小结

第3章平面尾流的改进与结果分析

3.1 引言

3.2 圆柱尾流中的数值模拟验证

3.2.1 雷诺数为2000 时圆柱尾流的数值验证

3.2.2 雷诺数为6570 时圆柱尾流的数值验证

3.2.3 雷诺数为9750 时圆柱尾流的数值验证

3.3 k-ε湍流模型在方柱尾流中的改进

3.4 k-ε湍流模型在射流中改进的探讨

3.5 本章小结

结论

参考文献

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 付晨博

导师: 唐顺林

关键词: 湍流模型,尾流,射流

来源: 哈尔滨工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 力学

单位: 哈尔滨工业大学

分类号: O357.5

DOI: 10.27061/d.cnki.ghgdu.2019.003059

总页数: 56

文件大小: 1706K

下载量: 89

标准k-ε湍流模型在平面尾流中的改进

论文摘要

论文目录

文章来源

相关论文文献

猜你喜欢