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分离涡流场数值仿真的参数影响研究
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:O357[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]天津大学电气与自动化工程学院,天津300072, [2]天津大学天津市过程检测与控制重点实验室,天津300072
  • 相关基金:国家自然科学基金(11332006,11272233,61101227);国家重点基础研究发展计划(973计划,2012CB720101)资助项目
中文摘要:

分离涡流场普遍存在于工业现场,数值仿真和试验研究在分离涡研究中相辅相成。数值仿真控制方程存在多个参数,某些参数变化对仿真结果有很大影响。以二维后向台阶流场、圆管后向台阶流场和圆管楔形流场为例,借助粒子图像测速技术和数值仿真方法,对参数变化影响进行研究。使用切应力运输(Shear stress transport,SST)k-ω湍流模型对分离涡流场进行数值仿真,理论推导得到SST k-ω湍流模型参数a1变化对三种具有分离涡的流场数值仿真结果的影响。研究结果认为参数a1越大,回流区长度越小。通过数值仿真验证理论推导结论。并通过比较模型参数变化对数值仿真结果的影响,认为圆管楔形流场与二维后向台阶流场、圆管后向台阶流场具有相似流场特性。根据粒子图像测速技术观测结果,优化模型参数a1的设置。

英文摘要:

Separation vortex flow field widely exists in the industrial field. Numerical simulation and experimental study of separation vortex complement each other. Numerical simulation equations include a number of parameters. Some of them have a great impact on the simulation results. Based on 2D backward facing step flow field, pipe backward facing step flow field and pipe wedge flow field, using particle image velocimetry(PIV) and numerical simulation, the effects of parameters variation are obtained. Numerical simulation of separation vortex is carried out by shear stress transport(SST) k-ω model. The effect of the variation of SST k-ω model parameter a1 on three kinds of flow field numerical simulation results with separation vortex is obtained by theoretical derivation. It shows that the recirculation zone length increases with the increase of a1. Theoretical derivation result is verified by numerical simulation. By comparing the effects of variation of model parameters on the simulation results, it shows that the characteristics of 2D backward facing step flow field and the pipe backward facing step flow field is similar with pipe wedge flow field. According to the results of PIV, the setting of model parameter a1 is optimized.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603