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房间内强自然对流的两方程模型模拟研究
  • ISSN号:0253-374X
  • 期刊名称:《同济大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TU834.1[建筑科学—供热、供燃气、通风及空调工程]
  • 作者机构:[1]同济大学机械工程学院,上海201804, [2]北京西门子西伯乐斯电子有限公司,北京100094
  • 相关基金:国家自然科学基金(50808133)
中文摘要:

强自然对流是火灾时的主要流态之一,利用标准火灾房间内的基准实验数据,比较了工程上常用的3种两方程k-ε模型在预测大功率热源引起的强自然对流时的效果,即Standard(标准)k-ε模型,RNG(重整化)k-ε模型和Realizable(可实现)k-ε模型.研究发现火灾房间内存在垂直方向的下低上高的温度分层,且加热量越大,垂直温度分层的梯度也越大.Standard k-ε模型计算得到的热源附件的湍流动能最大,湍流黏性也最大.总体而言,Realizable k-ε模型的模拟效果稍好于Standard k-ε和RNGk-ε模型.3种k-ε模型预测的温度场准确度比自然对流速度场要高.在房间的中央位置,水平方向的室外流入气流与浮升力气流相互作用导致流态复杂,两方程模型在模拟这一现象时效果不佳.

英文摘要:

Based on a set of experimental data from a benchmark test, a comparative study was made of the performance of three k-ε models, the standard k-ε model, RNG k-ε model, and realizable k-ε model, in the simulation of intensive natural convection. Temperature stratification is found to appear in the fire room. The more intensive the heat source is, the steeper the vertical temperature gradient becomes. The standard k-ε model offers the highest turbulence kinetic energy and turbulent viscosity. Generally speaking, realizable k-ε model performs better than the other two models. All the models predict the temperature field better than the velocity field. In the center of the room, due to the complicated interaction between the horizontal airflowfrom outside and buoyancy flow, the prediction from two- equation is poor.

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期刊信息
  • 《同济大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:同济大学
  • 主编:李杰
  • 地址:上海四平路1239号
  • 邮编:200092
  • 邮箱:zrxb@tongji.edu.cn
  • 电话:021-65982344
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-374X
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1267/N
  • 邮发代号:4-260
  • 获奖情况:
  • 国家双百期刊,第二届国家期刊奖重点科技期刊奖,1999年全国优秀高校自然科学学报一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,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:34557