潮流能水平轴水轮机湍流模型研究初探 被引量：21

1

作者 王树杰 盛传明 +2 位作者 袁鹏 谭俊哲 司先才 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期95-100,113,共7页

借助计算流体力学(CFD)方法研究潮流能水平轴水轮机水动力学性能,选择合适的湍流模型至关重要。为此,本文采用计算流体力学软件Fluent,将Spalart-Allmaras湍流模型、标准k-ε湍流模型、RNGk-ε湍流模型、标准k-ω湍流模型和SSTk-ω湍流... 借助计算流体力学(CFD)方法研究潮流能水平轴水轮机水动力学性能,选择合适的湍流模型至关重要。为此,本文采用计算流体力学软件Fluent,将Spalart-Allmaras湍流模型、标准k-ε湍流模型、RNGk-ε湍流模型、标准k-ω湍流模型和SSTk-ω湍流模型分别应用到水平轴水轮机数值模拟当中。对数值模拟结果进行分析比较,并与模型试验数据进行对比,得出应用SSTk-ω湍流模型可以更好的模拟潮流能水平轴水轮机的水动力学性能。 展开更多

关键词 潮流能水平轴水轮机 湍流模型 数值模拟 SSTκ-ε湍流模型

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基于湍流模型数值模拟的梯形弯道水流特性研究 被引量：4

2

作者 侯慧敏 邓凯文 杨紫海 《水电能源科学》 北大核心 2022年第1期124-127,共4页

输水明渠弯道段因壁面条件改变,水流运动紊乱,严重威胁输水安全。为研究输水明渠弯道内水流特性,基于RNGκ-ε湍流模型建立弯曲度为15°、45°、60°、90°的梯形断面弯道模型,利用PISO算法求解方程组,进行弯道水流三... 输水明渠弯道段因壁面条件改变,水流运动紊乱,严重威胁输水安全。为研究输水明渠弯道内水流特性,基于RNGκ-ε湍流模型建立弯曲度为15°、45°、60°、90°的梯形断面弯道模型,利用PISO算法求解方程组,进行弯道水流三维数值模拟。结果表明,弯道对渠道内流场影响范围包括弯道及下游较长区间;随弯曲度增加,凹岸最大水面超高断面有前移趋势,但对最大超高值影响较小;水流在渠底的速度远小于上层水流速度,z/H=0.7处为最大流速水深;弯道内流速与壅水现象有关,壅水区对应流速小,落水区对应流速大;弯道内的壁面压强主要来自水体自重。 展开更多

关键词 RNGκ-ε湍流模型 梯形弯道 流场特性 数值模拟

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收敛-扩张喷管中运用次流推力矢量控制技术的计算研究 被引量：17

3

作者 邓远灏 钟梓鹏 宋文艳 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期29-32,共4页

采用二阶TVD格式的有限体积法耦合RNGκ ε湍流模型和非平衡壁面函数求解二维守恒型雷诺平均N S方程,数值模拟了运用次流推力矢量控制技术的二维收敛 扩张喷管中的流动现象。计算结果表明,随着喷管压比的增加,次流喷射所产生的激波向扩... 采用二阶TVD格式的有限体积法耦合RNGκ ε湍流模型和非平衡壁面函数求解二维守恒型雷诺平均N S方程,数值模拟了运用次流推力矢量控制技术的二维收敛 扩张喷管中的流动现象。计算结果表明,随着喷管压比的增加,次流喷射所产生的激波向扩张段下游移动,且喷管矢量角不断减小到一固定值;次流压比的增加将导致激波向扩张段上游移动,且喷管矢量角不断增加;次流压比对激波和矢量角的影响比喷管压比更强。 展开更多

关键词 推力矢量控制技术 喷管 计算研究 收敛 雷诺平均N-S方程 κ-ε湍流模型 有限体积法 TVD格式 壁面函数 流动现象 数值模拟 计算结果 扩张段 压比 守恒型 RNG 二维 波向

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碳钢在管流体系中的流动腐蚀动力学模型 被引量：9

4

作者 雍兴跃 林玉珍 +1 位作者 刘景军 贺志鹏 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第7期680-684,共5页

针对管流体系 ,根据动量、能量和质量守恒原理 ,应用壁函数、k -ε湍流运动模型确立了管流体系中的计算流体力学模型和质量传递模型 ;结合必要的实验分析碳钢流动腐蚀过程中的主要控制因素及其影响程度 ,建立了碳钢在流动的 3.5 %NaCl... 针对管流体系 ,根据动量、能量和质量守恒原理 ,应用壁函数、k -ε湍流运动模型确立了管流体系中的计算流体力学模型和质量传递模型 ;结合必要的实验分析碳钢流动腐蚀过程中的主要控制因素及其影响程度 ,建立了碳钢在流动的 3.5 %NaCl溶液中的流动腐蚀动力学模型 .同时 ,采用数值计算方法计算了流动腐蚀速度 ,并与实验结果进行了验证 . 展开更多

关键词 碳钢 流动氯化物 管流体系 壁函数 κ-ε湍流模型 流动腐蚀 动力学模型 电化学 流体动力学 质量传递模型

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半封闭圆管湍流射流冲击平板的数值研究 被引量：2

5

作者 陈庆光 徐忠 张永建 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第11期1205-1205,共1页

采用标准k ε模型和壁面函数法 ,对冲击射流场的平均速度和湍动能分布进行了数值计算 .将充分发展和均匀速度分布 2种入口条件下的计算结果与文献中激光多普勒测速仪的测量结果进行了比较 .结果表明 :数值计算能够预测到湍动能分布的趋... 采用标准k ε模型和壁面函数法 ,对冲击射流场的平均速度和湍动能分布进行了数值计算 .将充分发展和均匀速度分布 2种入口条件下的计算结果与文献中激光多普勒测速仪的测量结果进行了比较 .结果表明 :数值计算能够预测到湍动能分布的趋势 ,但对滞止点附近湍动能的预测值过高 ,高达实验值的 5倍 ;在各向同性占优势的壁射流中 ,平均速度的分布与实验结果具有较好的一致性 ;射流入口条件对湍动能分布具有较大的影响 ;要提高冲击射流场总体的预测效果 ,需要针对滞止区和近壁区内的流动特性 ,对k ε模型进行修正 。 展开更多

关键词 κ-ε湍流模型 壁面函数法 冲击射流场 入口条件 平均速度 湍流 湍动能分布 空气动力学 半封闭圆管

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不同攻角下水轮机导叶流道湍流特性研究

6

作者 韩文虎 徐天茂 《科学技术与工程》 2008年第14期3900-3904,共5页

采用κ-ε湍流模型对不同导叶攻角下的导叶流道进行三维数值模拟,采用SIMPLEC算法实现速度、压力变量的分离求解。计算结果表明,导叶压力面的压力系数随着攻角增大而明显增大,而吸力面的压力系数随着攻角增大而明显减小。随着攻角增大,... 采用κ-ε湍流模型对不同导叶攻角下的导叶流道进行三维数值模拟,采用SIMPLEC算法实现速度、压力变量的分离求解。计算结果表明,导叶压力面的压力系数随着攻角增大而明显增大,而吸力面的压力系数随着攻角增大而明显减小。随着攻角增大,导叶边界层提前分离,形成脱落涡,导叶的升力明显增加。在导叶出水边的尾迹涡,其湍动能很大,随着流动进入转轮流道,引起水轮机水力振动。 展开更多

关键词 κ-ε湍流模型 SIMPLE算法 导叶 攻角 水力振动

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基于FLUENT的90°圆形弯管内部流场分析 被引量：89

7

作者 江山 张京伟 +2 位作者 吴崇健 许清 彭文波 《中国舰船研究》 2008年第1期37-41,共5页

通过使用FLUENT软件的RNGk-ε湍流模型,对90°大曲率圆形截面弯管内部流体进行三维数值模拟,将数值模拟结果与相关文献实验结果进行对比,结果表明RNGk-ε湍流模型对具有二次流的湍流流动具有较好的模拟,计算结果与实验结果吻合较好。

关键词 数值模拟 弯管 RNG κ-ε湍流模型 FLUENT软件

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矿井井筒提升设备绕流的数值模拟 被引量：13

8

作者 王海桥 田峰 +1 位作者 黄俊歆 陈涛 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2006年第9期29-33,共5页

基于经典的流体力学理论,建立罐笼绕流的二维RNGκ-ε湍流模型,分析其初始边界条件,并结合工程实际应用FLUENT计算流体动力学软件模拟罐笼运行时井筒内流场及压力场,得出井筒内流场及压力场的变化规律。研究结果表明:在罐笼运行期间,由... 基于经典的流体力学理论,建立罐笼绕流的二维RNGκ-ε湍流模型,分析其初始边界条件,并结合工程实际应用FLUENT计算流体动力学软件模拟罐笼运行时井筒内流场及压力场,得出井筒内流场及压力场的变化规律。研究结果表明:在罐笼运行期间,由于空间受限而引发活塞效应,井筒内压力发生瞬态变化,造成通风系统的压力波动,导致气流运动的动态改变,对通风系统稳定性有一定的影响。 展开更多

关键词 绕流 RNGκ-ε湍流模型 活塞效应 流场 压力场

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天然弯曲河流的三维数值模拟 被引量：18

9

作者 吴修广 沈永明 潘存鸿 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第6期689-696,共8页

对Cartesian坐标系下的RANS方程进行三维ξ-η-ζ坐标变换,建立了非正交三维曲线坐标下弯曲河流的标准κ-ε湍流模型.对自由水面的模拟采用“改进的刚盖假定”,河床和岸壁阻力的模拟采用壁面函数方法.模型通过具有实验数据的实验室连续... 对Cartesian坐标系下的RANS方程进行三维ξ-η-ζ坐标变换,建立了非正交三维曲线坐标下弯曲河流的标准κ-ε湍流模型.对自由水面的模拟采用“改进的刚盖假定”,河床和岸壁阻力的模拟采用壁面函数方法.模型通过具有实验数据的实验室连续弯曲水槽进行验证,模拟的流速值与实验数据吻合良好,将模型应用于天然连续弯曲河流的流场计算,给出了表层和底层流速矢量场和11个断面二次环流矢量图,显示该模型具有模拟天然弯曲河流的能力. 展开更多

关键词 天然弯曲河流 ξ-η-ζ坐标变换 非正交曲线坐标 κ-ε湍流模型 改进的刚盖假定

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叶片不同倾斜方式对液力缓速器缓速性能的影响分析 被引量：11

10

作者 何仁 严军 鲁明 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2009年第8期1056-1059,共4页

为研究叶片不同倾斜方式对液力缓速器制动力矩的影响,笔者采用了雷诺时均N-S方程、标准k-ε模型和SIMPLEC算法对液力缓速器内部流场进行了数值模拟,分析叶片前倾、后倾时液体流动的速度分布、压力分布和湍动能分布规律。以Rothalpy值的... 为研究叶片不同倾斜方式对液力缓速器制动力矩的影响,笔者采用了雷诺时均N-S方程、标准k-ε模型和SIMPLEC算法对液力缓速器内部流场进行了数值模拟,分析叶片前倾、后倾时液体流动的速度分布、压力分布和湍动能分布规律。以Rothalpy值的变化作为损失分析指标,定量比较叶片不同倾斜方式对液力缓速器制动力矩的影响,得出叶片前倾时缓速能力较大的原因是:液体在轴面流道内形成方向一致的涡旋,在动轮内受叶片的带动使速度增加,在动轮出口处速度达到最大,对定轮叶片形成冲击造成速度下降,液力损失显著;而流体在叶片后倾的流道内没有形成涡旋,在动轮与定轮的轴向交界面内液流交错进出,在界面内沿径向同时有液流的流入和流出,叶片后倾时流道内压力、速度和湍动能分布与叶片前倾时相比,分布范围明显降低,液力损失极小。 展开更多

关键词 液力缓速器 前倾叶片 后倾叶片 κ-ε湍流模型 数值模拟

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污染源对建筑小区影响的数值模拟 被引量：17

11

作者 尤学一 李莉 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期13-17,共5页

采用二维RNGk-ε湍流模型,通过模拟不同位置污染源和建筑物不同规划位置,研究了单栋建筑物和双排多建筑物情况下,污染源对建筑物或建筑群的影响,得到了相应的污染物浓度分布.研究发现:污染物的迁移扩散是由建筑物周围的风速场及湍流扩... 采用二维RNGk-ε湍流模型,通过模拟不同位置污染源和建筑物不同规划位置,研究了单栋建筑物和双排多建筑物情况下,污染源对建筑物或建筑群的影响,得到了相应的污染物浓度分布.研究发现:污染物的迁移扩散是由建筑物周围的风速场及湍流扩散系数分布确定的,并且污染物在建筑群中的浓度分布与建筑群中各建筑物的分布位置密切相关.在考虑当地主要气象条件下,通过合理安排建筑群中各建筑物的位置,可以有效地减少建筑群内污染物高浓度的影响区域,避免污染物积聚死角.同时,优化污染源的位置也可以达到减少建筑群内污染物高浓度的影响区域.将污染源放置在高速风道上,其污染范围小,利于污染物迁离小区;反之,污染范围大,不利于污染物迁离. 展开更多

关键词 RNG κ-ε湍流模型 扩散系数 建筑群结构

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内置转子圆管内三维流动与传热数值模拟 被引量：3

12

作者 姜鹏 阎华 +2 位作者 丁玉梅 张震 杨卫民 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1052-1055,共4页

建立了内置转子圆管的三维流动模型,采用RNGk-ε湍流模型对内置不同截面转子的管内流场进行数值模拟,得到了流动特性和传热特性。研究表明:内置组合转子的管内流动是复杂的三维螺旋流动;转子管内流体的径向速度比光管内流体的径向速度大... 建立了内置转子圆管的三维流动模型,采用RNGk-ε湍流模型对内置不同截面转子的管内流场进行数值模拟,得到了流动特性和传热特性。研究表明:内置组合转子的管内流动是复杂的三维螺旋流动;转子管内流体的径向速度比光管内流体的径向速度大;流体在转子直径范围内的切向速度随半径的增大而增大,流体在转子与管内壁间的环向区域内存在明显的切向运动;转子截面的改进明显改善了管内流场的分布,提高了管内换热效率,同时增大了阻力系数。 展开更多

关键词 转子 RNG κ-ε湍流模型 数值模拟 换热效率

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安装角变化下垂直轴风力机气动性能的研究 被引量：4

13

作者 姚激 黄剑峰 +2 位作者 袁伟斌 彭明军 孙勇 《水电能源科学》 北大核心 2012年第2期148-150,192,共4页

建立了3D垂直轴风力机模型,应用FLUENT软件求解三维非定常不可压缩N-S方程和RNGκ-ε湍流模型,采用SIMPLE算法并结合滑动网格技术,数值模拟了安装角变化下垂直轴风力机的三维非定常流场,分析了不同时刻的速度、涡量分布、风力机总转矩... 建立了3D垂直轴风力机模型,应用FLUENT软件求解三维非定常不可压缩N-S方程和RNGκ-ε湍流模型,采用SIMPLE算法并结合滑动网格技术,数值模拟了安装角变化下垂直轴风力机的三维非定常流场,分析了不同时刻的速度、涡量分布、风力机总转矩的变化规律及风能利用系数。结果表明,计算区域流场复杂,垂直轴风力机的转矩呈周期性变化,风能利用系数随安装角变化而变化。 展开更多

关键词 安装角 垂直轴风力机 滑动网格 RNGκ-ε湍流模型 风能利用率

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水轮机转轮叶片流固耦合水力振动分析 被引量：5

14

作者 付磊 黄彦华 朱培模 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2010年第1期24-26,共3页

基于有限体积法的有限元,采用非结构网格对控制方程离散,时间上采用二阶后退欧拉法,固体采用非线性弹性瞬态模拟,流体为不可压缩黏性流体,进行双向交错迭代耦合模拟计算。计算得知最大网格位移大约出现在叶片测试点2的位置,从整个曲线... 基于有限体积法的有限元,采用非结构网格对控制方程离散,时间上采用二阶后退欧拉法,固体采用非线性弹性瞬态模拟,流体为不可压缩黏性流体,进行双向交错迭代耦合模拟计算。计算得知最大网格位移大约出现在叶片测试点2的位置,从整个曲线变化趋势可以看出,在t=0.5s时,叶片上网格位移最大,也就是说叶片摆幅较大,这样就会导致整个转轮偏心,进而引起整个水轮机的振动。 展开更多

关键词 转轮叶片 水力振动 GCL方法 κ-ε湍流模型

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厢式沉沙池进口优化试验及流场三维数值模拟 被引量：9

15

作者 田艳 张根广 秦子鹏 《中国农村水利水电》 北大核心 2013年第8期89-94,共6页

通过对沉沙池原设计方案模型试验发现,原设计方案沉沙池存在着三池厢流量分配不均,进口流速及水面波动较大等缺陷。通过模型试验发现,在整流前池中设置整流横梁等措施后,沉沙池中水流流态得到了较大改善,三池厢出口流量分配及流速分布... 通过对沉沙池原设计方案模型试验发现,原设计方案沉沙池存在着三池厢流量分配不均,进口流速及水面波动较大等缺陷。通过模型试验发现,在整流前池中设置整流横梁等措施后,沉沙池中水流流态得到了较大改善,三池厢出口流量分配及流速分布趋于均匀。在此基础上,采用数学模型对沉沙池中流态进行了三维数值模拟,得到了沉沙池中完整的流场信息,结果表明,计算结果与试验观测资料吻合良好,弥补了试验观测资料不足的缺陷。 展开更多

关键词 沉沙池 模型试验 数值模拟 标准κ-ε湍流模型

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民用建筑物室内燃气泄漏火灾的数值模拟 被引量：3

16

作者 张培红 刘牧 王晓华 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 EI CAS 2006年第4期638-642,共5页

目的分析燃气流速及室外风速变化对建筑物内燃气泄漏火灾蔓延的影响．为火灾发生时火场内人员逃生及灭火救援提供理论指导．方法使用标准κ—ε湍流模型和非预混燃烧模型，对民用建筑室内燃气泄漏火灾蔓延情况进行数值模拟．结果得到了... 目的分析燃气流速及室外风速变化对建筑物内燃气泄漏火灾蔓延的影响．为火灾发生时火场内人员逃生及灭火救援提供理论指导．方法使用标准κ—ε湍流模型和非预混燃烧模型，对民用建筑室内燃气泄漏火灾蔓延情况进行数值模拟．结果得到了不同边界条件下室内燃气火灾的温度场及组分浓度场的分布情况，并对结果进行了对比、分析．结论当燃气流速在0．5～2．0m／s之间时，火灾热烟气层最慢将在5min之内降至距地面2m处，将对火灾中人员生命安全造成很大的威胁．当可燃物较少的情况下，室外风的吹入将对室内燃气泄漏火灾有稀释作用． 展开更多

关键词 数值模拟 燃气泄漏火灾 民用建筑 κ-ε湍流模型 SIMPLE算法

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陡槽式溢洪道三维流场数值计算分析 被引量：11

17

作者 董延超 郭维东 +1 位作者 魏长勇 吕晶 《人民长江》 北大核心 2006年第4期69-71,共3页

陡槽式溢洪道是一种广泛使用的泄水建筑物，它直接影响水利枢纽防洪调度和安全运行，对其水流全场水力特性的全面研究具有重要意义。采用RNGκ-ε双方程模型模拟湍流，利用流体体积分数法（VOF）确定自由水面线。笛卡尔自适应网格与部... 陡槽式溢洪道是一种广泛使用的泄水建筑物，它直接影响水利枢纽防洪调度和安全运行，对其水流全场水力特性的全面研究具有重要意义。采用RNGκ-ε双方程模型模拟湍流，利用流体体积分数法（VOF）确定自由水面线。笛卡尔自适应网格与部分面积体积障碍模拟法（FAVOR）处理复杂的几何边界，成功地对大伙房水库陡槽式主溢洪道流场进行了三雏紊流数值模拟。得到了自由水面、溢洪道堰面压力、断面流速大小、分布和三维流场的分布规律，表明数值模拟与物理实验结果两者吻合较好。 展开更多

关键词 陡槽式溢洪道 紊流数值模拟 RNGκ-ε湍流模型 大伙房水库

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地效翼船复杂流场的计算与分析 被引量：2

18

作者 洪亮 陶钢 +1 位作者 洪方文 徐秉汉 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期117-120,共4页

应用数值计算方法对含有全部附体地效翼船粘性绕流进行计算分析。根据地效翼船的复杂几何特性,构造网格的特有的分块形式,采用标准k-ε湍流模型计算了XTW 4地效翼船巡航状态空气绕流流场,同时将计算得到的结果与实验值进行对比,吻合较好。

关键词 计算流体动力学 地效翼船 附体 标准κ-ε湍流模型

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某型燃气轮机进气系统内流场的数值分析 被引量：9

19

作者 徐鑫 刘常青 +1 位作者 孙勇 张亚东 《航空发动机》 2014年第2期51-55,75,共6页

为了揭示燃机进气系统内的流动特性,并为进气系统的性能预测、优化设计提供理论依据,以某型燃气轮机的进气系统为研究对象,基于混合网格的SIMPLE算法和标准的k-ε湍流模型,运用FLUENT软件对燃气轮机进气系统内的流场进行数值模拟,并从... 为了揭示燃机进气系统内的流动特性,并为进气系统的性能预测、优化设计提供理论依据,以某型燃气轮机的进气系统为研究对象,基于混合网格的SIMPLE算法和标准的k-ε湍流模型,运用FLUENT软件对燃气轮机进气系统内的流场进行数值模拟,并从压力分布、气流角分布2个方面进行分析。结果表明:对气动性能产生重要影响的损失区域主要集中在进气外环上方和支板附近,蜗壳内锥的绕流分离也是损失源之一。应进行尽可能消除进气外环上方的气流分离,同时将绕流分离控制在一定范围内的优化设计和改进。 展开更多

关键词 进气系统 流场 性能预测 优化设计 κ-ε湍流模型 燃气轮机

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带斜顶建筑物的城市街道峡谷内部气流场数值研究 被引量：4

20

作者 黄远东 李文孟 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1317-1320,共4页

基于S.R afa ilid is和M.Schatzm ann在风洞中所采用的城市街道峡谷物理模型,数值模拟了6种带有斜顶建筑物的城市街道峡谷内部气流场。模拟结果表明:①建筑物斜顶显著影响峡谷内部的气流场,由于气流绕过斜顶时产生剧烈分离,使得处于背... 基于S.R afa ilid is和M.Schatzm ann在风洞中所采用的城市街道峡谷物理模型,数值模拟了6种带有斜顶建筑物的城市街道峡谷内部气流场。模拟结果表明:①建筑物斜顶显著影响峡谷内部的气流场,由于气流绕过斜顶时产生剧烈分离,使得处于背风面的斜顶与处于迎风面的斜顶相比,前者对峡谷内部的气流漩涡结构影响更大;②斜顶建筑物高度与峡谷宽度的比是决定峡谷内部漩涡结构的重要因素,其比值愈大愈易于在峡谷内部生成两个旋转方向相反的漩涡(其中峡谷上部为顺时针漩涡,而下部为逆时针漩涡)。 展开更多

关键词 斜顶建筑物 城市街道峡谷 κ-ε湍流模型 气流场 漩涡

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