后台阶流动再附着过程的大涡模拟研究 被引量：9

1

作者 王兵 张会强 +2 位作者 王希麟 郭印诚 林文漪 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期17-20,共4页

应用自主开发的大涡模拟程序数值模拟研究了后台阶流动中再附着过程的演变。在流动几何参数不变情况下 ,给出了再附长度随雷诺数的变化规律 ,并与实验进行了比较 ,二者相符得比较好。在此基础上 ,给出了三种典型雷诺数下 ,后台阶流动的... 应用自主开发的大涡模拟程序数值模拟研究了后台阶流动中再附着过程的演变。在流动几何参数不变情况下 ,给出了再附长度随雷诺数的变化规律 ,并与实验进行了比较 ,二者相符得比较好。在此基础上 ,给出了三种典型雷诺数下 ,后台阶流动的回流区特征。在湍流情况下 ,研究了突扩比对再附长度的影响 ,与实验结果吻合的比较好。详细讨论了湍流情况下大涡拟序结构的瞬时再附着过程。 展开更多

关键词 再附长度 大涡模拟 后台阶流动

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基于小波分析后台阶流动中的湍动能能谱分布 被引量：3

2

作者 张斌 王彤 +1 位作者 谷传纲 戴正元 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1221-1225,共5页

利用小波分析良好的时频双局域性特点,对准周期性非定常流场的速度信号进行了多辨析研究.使用大涡模拟方法得到了后台阶流动的流场,借助正交离散小波变换将流场中各处的速度信号在不同频带上逐层分解.提出了以特征频带名义频率和特征频... 利用小波分析良好的时频双局域性特点,对准周期性非定常流场的速度信号进行了多辨析研究.使用大涡模拟方法得到了后台阶流动的流场,借助正交离散小波变换将流场中各处的速度信号在不同频带上逐层分解.提出了以特征频带名义频率和特征频带速度幅值作为描述流场各点处湍动能在不同频带上能谱分布的量化指标的新方法.以分析后台阶流动的脉动速度场为例,结果表明,所提出的方法可以为改进大涡模拟方法中的网格分布提供理论依据. 展开更多

关键词 小波分析 大涡模拟 湍动能能谱 后台阶流动

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入口速度分布对后台阶流动模拟的影响研究

3

作者 吴新 张航 《水电能源科学》 北大核心 2017年第1期104-107,148,共5页

为深入研究台阶入口速度分布情况对后台阶流动的影响,利用Fluent软件,分别使用S-A和标准κ-ε两种湍流模型,将不同的速度分布情况作为速度入口条件,对后台阶流动进行数值仿真计算,研究了入口条件差异导致的水平速度曲线在近壁面处的凸... 为深入研究台阶入口速度分布情况对后台阶流动的影响,利用Fluent软件,分别使用S-A和标准κ-ε两种湍流模型,将不同的速度分布情况作为速度入口条件,对后台阶流动进行数值仿真计算,研究了入口条件差异导致的水平速度曲线在近壁面处的凸起情况,并将计算结果与试验数据和已有研究成果进行比较。结果表明,两种湍流模式下,在附着点距离和速度分布曲线上均存在普遍而明显的差异,且这种差异受入口条件影响较大,进而得出了合理的速度入口条件,能有效减小计算结果与试验结果的误差,对理论分析和工程应用均具有参考意义。 展开更多

关键词 后台阶流动 计算流体力学 入口边界条件 流场速度分析 计算准确度

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后台阶流动的数值模拟 被引量：10

4

作者 王小华 樊洪明 何钟怡 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期361-365,共5页

简述了大涡模拟的基本思想,指出大涡模拟的效率主要取决于四个因素,即流动中须有大尺度涡存在、合理的计算格式、合适的滤波器和亚格子应力模型。在深入考虑粘性不可压缩流Navier-Stokes方程各个子项作用的基础上,提出二阶全展开Euler-T... 简述了大涡模拟的基本思想,指出大涡模拟的效率主要取决于四个因素,即流动中须有大尺度涡存在、合理的计算格式、合适的滤波器和亚格子应力模型。在深入考虑粘性不可压缩流Navier-Stokes方程各个子项作用的基础上,提出二阶全展开Euler-Taylor-Galerkin有限元方法作为大涡模拟的离散格式,并采用Gauss滤波器,对典型算例——后台阶处的流动进行大涡模拟,计算结果与相关文献符合的很好。从计算结果还可以看出大涡模拟与二阶全展开ETG有限元方法的结合在捕捉涡系及反映涡动时变过程方面具有明显的优势,说明大涡模拟适合于边界几何形状复杂区域流动的模拟。同时应用二阶全展开ETG有限元方法对低雷诺数粘性不可压缩后台阶流动进行了计算,得到与相关文献符合良好的计算结果,即该方法也可独立用于对低雷诺数粘性不可压缩流动的计算。 展开更多

关键词 后台阶流动 数值模拟 大涡模拟 Gauss滤波器 二阶全展开ETG有限元方法 低雷诺数不可压缩粘性流体力学

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基于格子Boltzmann方法后台阶流动特性的研究 被引量：1

5

作者 乔振轩 王树青 王淑彦 《石油化工高等学校学报》 CAS 2020年第2期94-100,共7页

格子玻尔兹曼方法(LBM)是近几十年来发展的一种介观尺度的数值模拟方法,具有良好的处理复杂边界的能力和并行计算能力。利用LBM对后台阶流动进行了数值模拟,得到了不同雷诺数下后台阶流动的特性。研究结果表明,在低雷诺数情况下,台阶后... 格子玻尔兹曼方法(LBM)是近几十年来发展的一种介观尺度的数值模拟方法,具有良好的处理复杂边界的能力和并行计算能力。利用LBM对后台阶流动进行了数值模拟,得到了不同雷诺数下后台阶流动的特性。研究结果表明,在低雷诺数情况下,台阶后再附着点与分离点的距离随着雷诺数的增加而变大;在高雷诺数情况下,台阶后再附着点与分离点的距离随着雷诺数的增加而增加,增长幅度逐渐降低,当Re=8000时,再附着点与分离点之间的距离趋于稳定,并达到峰值;随着雷诺数的继续增大,这个距离开始减小,最终趋于一个定值。对于高雷诺数下的后台阶流动,采用LES-LBM的方法进行模拟,与前人的实验数据吻合得很好,表明LBM-LES模型对高雷诺数后台阶流动进行模拟具有较高的精确性。 展开更多

关键词 后台阶流动 格子玻尔兹曼方法 流动规律 大涡模拟 雷诺数

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气粒两相二维后台阶突扩流动的大涡模拟 被引量：5

6

作者 王兵 张会强 +3 位作者 虞建丰 王希麟 郭印诚 林文漪 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 2003年第5期447-452,共6页

对气粒两相后台阶流动,利用大涡模拟方法模拟气相场,用轨道法模拟颗粒相运动.计算中气相亚格子模式(SGS)采用了标准的Smagorinsky模式,研究了气相场大涡演变规律,并给出了速度时均统计值与实验结果的比较,吻合很好.在此基础上深入研究... 对气粒两相后台阶流动,利用大涡模拟方法模拟气相场,用轨道法模拟颗粒相运动.计算中气相亚格子模式(SGS)采用了标准的Smagorinsky模式,研究了气相场大涡演变规律,并给出了速度时均统计值与实验结果的比较,吻合很好.在此基础上深入研究了不同Stokes数下颗粒的运动规律以及不同入口滑移条件下的颗粒运动规律,进一步对直径为150μm的玻璃微珠进行了模拟,得到了颗粒相速度时均统计结果,并与实验结果进行比较,吻合良好.这为细观框架下研究气粒两相相互作用规律提供了依据. 展开更多

关键词 大涡模拟 颗粒轨道法 气粒两相流动 后台阶流动

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二维环空管道后台阶突扩流动特性数值模拟分析 被引量：2

7

作者 杨晓明 赵军 +3 位作者 徐建树 仲志刚 孙业志 胡寿根 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2010年第4期323-328,共6页

环空管道后台阶突扩流动是空气正循环钻井过程中十分重要的关键部分,直接决定了钻探岩屑是否能够顺利上返地面.该模型中对再附着过程的演变进行了大涡模拟(LES).指出在层流状态下主回流区长度随雷诺数Re的增加而增加;过渡流状态时出现... 环空管道后台阶突扩流动是空气正循环钻井过程中十分重要的关键部分,直接决定了钻探岩屑是否能够顺利上返地面.该模型中对再附着过程的演变进行了大涡模拟(LES).指出在层流状态下主回流区长度随雷诺数Re的增加而增加;过渡流状态时出现内壁二次回流区,角部二次回流区和外壁三次回流区;湍流状态时,随着角部二次回流和外壁三次回流的消失,外管内壁和内管外壁处出现大尺度涡;得出了台阶上游和下游较远处流场层流时为抛物线分布,湍流时近似为对数分布.在此基础上进一步研究了湍流情况下流场中大尺度涡结构的瞬时发展和演变过程,以期实现对湍流的有效控制,并为进一步研究气体钻井环空管道内颗粒和大涡的相互作用规律奠定基础. 展开更多

关键词 回流区 大涡模拟(LES) 后台阶突扩流动 环空管道

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不同湍流模型对后台阶流体流动的影响

8

作者 刘斐 陈方望 《建材世界》 2020年第1期39-44,共6页

湍流现象在日常生活中几乎无处不在,其重要性是显而易见的,论文首先介绍了计算风工程发展至今常见几种用来解决实际工程问题的湍流模型,然后以后台阶中流体运动作为分析对象,以FLUENT为计算平台,对比分析了不同种湍流模型中模拟后台阶... 湍流现象在日常生活中几乎无处不在,其重要性是显而易见的,论文首先介绍了计算风工程发展至今常见几种用来解决实际工程问题的湍流模型,然后以后台阶中流体运动作为分析对象,以FLUENT为计算平台,对比分析了不同种湍流模型中模拟后台阶中的流体运动。 展开更多

关键词 湍流现象 湍流模型 后台阶流体流动

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不可压缩二维流动Navier-Stokes方程的有限元解 被引量：1

9

作者 高殿荣 赵永凯 张齐生 《计算力学学报》 CAS CSCD 1998年第4期379-386,共8页

对不可压缩流体沿二维后台阶流动的Ｎ－Ｓ方程的流函数－涡量式用有限元方法加以求解，固壁上的涡量用时间迭代法加以确定。分别计算Ｒｅ＝２００，４００，８００和１０００时流动区域的流函数和涡量值，并在Ｒｅ＝８００时与有关文献... 对不可压缩流体沿二维后台阶流动的Ｎ－Ｓ方程的流函数－涡量式用有限元方法加以求解，固壁上的涡量用时间迭代法加以确定。分别计算Ｒｅ＝２００，４００，８００和１０００时流动区域的流函数和涡量值，并在Ｒｅ＝８００时与有关文献的结果相比较，基本吻合。且在此基础上讨论了出口条件对计算结果的影响。本文的方法对分析流经液压阀口等流动问题具有借鉴意义。 展开更多

关键词 后台阶流动 有限元 N-S方程 不可压缩 二维流动

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非嵌入式概率配置点法在后台阶地形流场计算中的应用 被引量：1

10

作者 张航 吴新 《水电能源科学》 北大核心 2017年第7期30-32,共3页

为验证非嵌入式概率配置点法的准确性,针对来流速度的不确定性,对后台阶流动进行不确定CFD模拟,分析该方法在后台阶地形流场计算中的应用,并比较计算结果与试验结果,验证了该方法的可靠性与实用性。结果表明,该方法可在较小计算量下得... 为验证非嵌入式概率配置点法的准确性,针对来流速度的不确定性,对后台阶流动进行不确定CFD模拟,分析该方法在后台阶地形流场计算中的应用,并比较计算结果与试验结果,验证了该方法的可靠性与实用性。结果表明,该方法可在较小计算量下得到较高的精度,提高了计算的可信度和参考价值。研究结果为该方法在复杂边界流场中的应用提供依据。 展开更多

关键词 非嵌入式概率配置点法 后台阶流动 不确定CFD模拟 流场计算

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颗粒在大涡结构中的弥散 被引量：11

11

作者 王兵 张会强 王希麟 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期105-109,共5页

气相采朋大涡模拟方法，颗粒相采用轨道模型研究了三维后台阶气粒两相湍流流动的大尺度涡结构的瞬时演变过程以及颗粒的瞬时弥散规律．比较了不同入流速度的颗粒在大涡结构中的瞬时弥散特性，尤其研究了高速释放大颗粒的弥散特性．三维... 气相采朋大涡模拟方法，颗粒相采用轨道模型研究了三维后台阶气粒两相湍流流动的大尺度涡结构的瞬时演变过程以及颗粒的瞬时弥散规律．比较了不同入流速度的颗粒在大涡结构中的瞬时弥散特性，尤其研究了高速释放大颗粒的弥散特性．三维流动中大尺度涡结构具有明显的脱离、发展、合并和破碎过程．小颗粒的分布受大涡结构的控制，其空间的弥散过程与流体大涡结构的空间发展相一致，但是由于三维流动中大涡边缘和中心区的压力差，颗粒在大尺度涡的边缘出现密集．而大颗粒在流场中的分布受其惯性控制，对气相的涡结构不敏感．高速释放到流场中的大颗粒受惯性影响最大，保持在其原有动量方向上运动． 展开更多

关键词 颗粒弥散 瞬时特性 大涡模拟 轨道模型 后台阶流动 湍流 多相流动

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基于PC集群并行CFD算法实现 被引量：5

12

作者 明平剑 姜任秋 +2 位作者 朱明刚 雷国东 张文平 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期155-160,共6页

计算机与数值计算技术的迅猛发展催生了计算流体力学这门交叉学科.单机性能的提高使得计算流体力学得到迅速推广,成为一般工业过程基本设计分析工具.然而对于流动机理的细节研究以及工业应用大规模设计计算问题,PC机几乎无能为力.因此,... 计算机与数值计算技术的迅猛发展催生了计算流体力学这门交叉学科.单机性能的提高使得计算流体力学得到迅速推广,成为一般工业过程基本设计分析工具.然而对于流动机理的细节研究以及工业应用大规模设计计算问题,PC机几乎无能为力.因此,尝试进行并行计算具有重要意义.提出了一套基于PC集群和消息传递界面的并行CFD算法,用高性能PC机组建计算网络来提供大型计算能力;搭建了一套双节点的集群系统,并设计了SPMD并行CFD计算程序,同时实现了计算域自动分解及子区的重新编号,结果重构和输出.对典型的后台阶流动进行计算以此来验证算法的正确性,计算结果表明:结果与顶级商业软件Fluent串行计算结果吻合较好.对不同长宽比和网格数目的后台阶流动进行了并行计算,计算结果显示该算法具有较高的并行效率. 展开更多

关键词 PC集群 计算流体力学 MPI 共轭梯度法 后台阶流动

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一种新的代数多重网格法及其在CFD中的应用 被引量：3

13

作者 明平剑 张文平 朱明刚 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2009年第1期87-90,共4页

提出了一种面向对象的代数多重网格(algebraic multi-grid,AMG)算法,以每一层网格作为研究单元.网格粗化过程中,形成各单元,同时记录其前后单元,形成双向链表.粗化过程采用Ruge和Stüben算法,光滑算子用Gauss-Seidel迭代.由于AMG算... 提出了一种面向对象的代数多重网格(algebraic multi-grid,AMG)算法,以每一层网格作为研究单元.网格粗化过程中,形成各单元,同时记录其前后单元,形成双向链表.粗化过程采用Ruge和Stüben算法,光滑算子用Gauss-Seidel迭代.由于AMG算法与网格信息无关,可以作为"即插即用"型的线性方程组求解器.对CFD计算过程耗时最多的压力修正方程作了研究,分别对二维后台阶流动模型在不同网格划分情况进行了计算,代数多重网格方法与单重网格的不完全分解共轭梯度法对比发现,前者具有明显的优势,随着网格数目增加,优势表现更为明显.最后与AMG1r5相比,开发的程序内存占用较少,最高只有AMG1r5的36%. 展开更多

关键词 代数多重网格 计算流体力学 面向对象算法 后台阶流动

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基于全局动态Vreman模型的复杂非定常湍流的大涡模拟 被引量：1

14

作者 王文全 闫妍 +1 位作者 张立翔 郭亚昆 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期628-633,共6页

在湍流数值模拟方法中,大涡模拟方法可以提供丰富的大涡旋信息,已逐渐成为复杂湍流问题数值研究的重要方法。而大涡模拟中,最重要的一环是尽量准确地构建能反映流场物理本质特征的亚格子应力模型。基于该思想,将一种新型的大涡模拟亚格... 在湍流数值模拟方法中,大涡模拟方法可以提供丰富的大涡旋信息,已逐渐成为复杂湍流问题数值研究的重要方法。而大涡模拟中,最重要的一环是尽量准确地构建能反映流场物理本质特征的亚格子应力模型。基于该思想,将一种新型的大涡模拟亚格子应力模型-Vreman亚格子应力模型用于高雷诺数三维后台阶流动的求解,计算结果与实验结果进行对比分析结果较吻合,验证了该模型的可靠性。这是对该模型用于无任何均匀流动方向的高雷诺数复杂湍流非定常流动的首次检验,计算结果优于基于传统的Smagorinsky涡粘性的动态亚格子模型。 展开更多

关键词 大涡模拟 有限体积法 后台阶流动 Vreman模型 Smagorinsky模型

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