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可压缩轴对称冲击射流流场的数值模拟
  • ISSN号:1673-5005
  • 期刊名称:中国石油大学学报(自然科学版)
  • 时间:2012.1
  • 页码:86-90
  • 分类:O35[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]中国石油大学石油工程学院,山东青岛266555, [2]上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240, [3]长江大学石油工程学院,湖北荆州434023
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50974130;11102238); 中央高校基本科研业务费专项资金项目(09CX04023A)
  • 相关项目:超临界二氧化碳冲击射流的数值模拟和实验研究
作者: 高慧|
中文摘要:

数值模拟一种可压缩轴对称冲击射流。所构造的数值模拟方法是:直接求解柱坐标系下的二维可压缩Navier-Stokes方程的差分离散方程,其中对流项采用基于非等距网格上的五阶精度迎风紧致型差分格式,黏性项采用基于非等距网格上的六阶精度对称紧致型差分格式,时间项采用3步三阶精度Runge-Kutta方法。模拟不同雷诺数、马赫数条件下冲击射流大尺度涡结构的演化过程。结果表明:流体从喷嘴射出后卷起形成一个独立的大尺度负涡,即初生漩涡,它会在壁面处逐渐激发出一个具有正涡量的壁面二次生成涡;初生漩涡和二次生成涡互相旋转挤压,壁面二次生成涡的力量很快占优势,带动初生漩涡向流场内部发展;随马赫数的增大,初生漩涡具有更强的力量,抑制了壁面二次生成涡和其他小尺度负涡的发展;随雷诺数的增大,初生漩涡的力量有所减弱,促进了壁面二次生成涡和其他小尺度负涡的发展。

英文摘要:

Numerical simulation for a compressible axisymmetric impinging jet was completed.The constructed numerical simulation method was to directly solve the discrete difference equations of the 2-D compressible Navier-Stokes equations under cylindrical coordinate system.The five-order accurate upwind compact difference scheme based on non-uniform meshes was used to discrete the convection terms.The six-order accurate symmetric compact difference scheme based on non-uniform meshes was used to discrete the viscous terms.The three steps and three-order accurate Runge-Kutta method was used to discrete the time terms.The large-size eddy structure evolution process was simulated with different Reynolds and Mach number.The results show that the fluid is ejected from the nozzle exit,and then rolls up to form a separate large scale negative vorticity which is called the primary vortex.It will arise gradually a wall second generation vortex with positive vorticity.Those two vortexes mutually rotate and extrude.The wall second generation vortex gains quickly,and leads the primary vortex to the inner flow field development.With the Mach number increasing,the primary vortex has a stronger power,which inhibits the development of the wall second generation vortex and other small scale negative vortexes.With the Reynolds number increasing,the primary vortex power is weakened,which promotes the development of the wall second generation vortex and other small scale negative vortexes.

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期刊论文 21 会议论文 7 获奖 2 专利 6
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期刊信息
  • 《中国石油大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:中国石油大学(华东)
  • 主编:袁静(执行)
  • 地址:山东省东营市北二路271号
  • 邮编:257061
  • 邮箱:journal@upc.edu.cn
  • 电话:0546-83922495 86983262
  • 国际标准刊号:ISSN:1673-5005
  • 国内统一刊号:ISSN:37-1441/TE
  • 邮发代号:24-273
  • 获奖情况:
  • 本刊1996年以来历届山东省优秀期刊奖,曾荣获1999年全国高校学报优秀期刊二等奖,2001年...,2012年获教育部第四届中国高校精品科技期刊
  • 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,英国科学文摘数据库,美国石油文摘,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(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:9288