混流式水轮机偏工况运行的大涡模拟方法验证 被引量：2

1

作者 苏文涛 郑智颖 +2 位作者 李小斌 李凤臣 兰朝凤 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期84-91,共8页

为更准确地预测混流式水轮机在偏离最优工况时的内部流动特性和外特性,采用大涡模拟方法(LES)对其进行数值研究,针对LES方法,对比单相流计算和空化模型计算的结果.结果表明:基于空化模型的LES预测混流式水轮机内部流场比单相LES更为精确... 为更准确地预测混流式水轮机在偏离最优工况时的内部流动特性和外特性,采用大涡模拟方法(LES)对其进行数值研究,针对LES方法,对比单相流计算和空化模型计算的结果.结果表明:基于空化模型的LES预测混流式水轮机内部流场比单相LES更为精确,偏工况下,多相流LES计算能捕捉到更准确的叶道涡结构和尾水管涡带结构.对比模型实验结果表明,LES计算能更好地预测水轮机的外特性,包括流量曲线和效率曲线.基于非定常的水轮机内部流动的LES,使用Q方法提取转轮区的空化叶道涡和尾水管涡带,研究叶道涡的高频运动和涡带的低频演化规律,在活动导叶开度10 mm、单位转速64.9 r/min工况下,叶道涡演化频率为转频的15倍,而涡带演化频率为转频的0.4倍,和实验结果相符合,验证了在复杂三维流动中LES方法的准确性. 展开更多

关键词 混流式水轮机 偏工况 大涡模拟方法 空化模型 涡演化

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关于约束大涡模拟方法的一些思考 被引量：3

2

作者 夏振华 史一蓬 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2020年第2期217-223,共7页

高雷诺数壁湍流是工程设计和应用中非常重要的问题之一,其高效高精度的模拟方法一直是湍流研究的重要研究方向。约束大涡模拟方法(CLES)是近些年提出的新模拟方法之一,和传统的RANS/LES混合方法不同,CLES在全场做LES计算:在靠近壁面的内... 高雷诺数壁湍流是工程设计和应用中非常重要的问题之一,其高效高精度的模拟方法一直是湍流研究的重要研究方向。约束大涡模拟方法(CLES)是近些年提出的新模拟方法之一,和传统的RANS/LES混合方法不同,CLES在全场做LES计算:在靠近壁面的内区,它采用带约束的亚网格模型,而在外区,它使用传统的亚网格模型。经过近10年的努力,CLES方法已经在不可压/可压缩附着流、不可压缩/可压缩分离流等经典算例中得到了验证,并成功应用于航空气动中复杂流动的模拟。本文在介绍CLES方法基本原理的基础上,对CLES方法应用中的一些问题进行了讨论,最后对CLES方法的未来研究方向也做了一些概括。 展开更多

关键词 高雷诺数 壁湍流 约束大涡模拟方法 RANS-LES混合方法 物理约束

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大涡模拟方法在非均匀边界层研究中的应用 被引量：3

3

作者 姜金华 胡非 《科学技术与工程》 2004年第5期352-354,共3页

首先回顾了大涡模拟方法在边界层研究中的应用 ,总结了该方法在非均匀性研究中的概况。然后 ,用大涡模拟方法 ,并且启用陆面模块 ,模拟了真实下垫面条件下地表热量通量和动量通量的分布和边界层气象场 。

关键词 大涡模拟方法 非均匀边界层 地表通量 非均匀下垫面 地表热量通量 动量通量

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一种用于旋转血泵流场模拟的快速准确大涡模拟方法

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作者 霍佳栋 吴鹏 吴威涛 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期240-240,共1页

目的迄今为止,雷诺平均方法(Reynols-average Navier-Stokes,RANS)是血泵内主流的淄流模拟方法与RANS方法相比,大涡模拟(larg-eddy simulation,LES)能更好的预测湍流流场的复杂结构。但是受限于巨大的计算成本,到目前为止,LES还没有被... 目的迄今为止,雷诺平均方法(Reynols-average Navier-Stokes,RANS)是血泵内主流的淄流模拟方法与RANS方法相比,大涡模拟(larg-eddy simulation,LES)能更好的预测湍流流场的复杂结构。但是受限于巨大的计算成本,到目前为止,LES还没有被广泛用于辅助血泵的设计和优化。探索LES技术作为一种快速准确的工程方法来模拟旋转式血泵的潜力。 展开更多

关键词 血泵 计算成本 大涡模拟方法 流场模拟 设计和优化 LES

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不同宽深比理想U形峡谷风场特性数值模拟研究

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作者 靖洪淼 崔胜楠 +3 位作者 李维康 乔明哲 赵万茹 许浩然 《振动与冲击》 北大核心 2025年第8期175-183,共9页

山区峡谷地形多变,风场特性较平原地区更加复杂。为探究山区U形峡谷风场特性及其分布规律,采用大涡模拟方法对不同宽深比的理想U形峡谷进行了数值模拟,分析了峡谷内平均风特性、脉动风特性和流场。结果表明,峡谷宽深比对平均风特性和脉... 山区峡谷地形多变,风场特性较平原地区更加复杂。为探究山区U形峡谷风场特性及其分布规律,采用大涡模拟方法对不同宽深比的理想U形峡谷进行了数值模拟,分析了峡谷内平均风特性、脉动风特性和流场。结果表明,峡谷宽深比对平均风特性和脉动风特性存在显著影响,随着峡谷宽深比的减小,峡谷中的平均风速逐渐减小,峡谷的加速效应减弱,峡谷底部中心风攻角由正逐渐减小为负,湍流强度逐渐增大。峡谷内部各个位置处的功率谱均与von Kármán谱吻合较好,宽深比为0.33峡谷中心处脉动风谱峰值频率最小,由于山的阻挡作用,宽深比小的峡谷入口前的气流更加剧烈,峡谷内部涡更大。各工况峡谷内湍流积分尺度随高度增加先增大后减小,在峡谷上方逐渐增大,随着峡谷宽深比增大,峡谷内各处湍流积分尺度变化逐渐变小。 展开更多

关键词 U形峡谷 宽深比 大涡模拟方法 风场特性 流场

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翼涡干扰前缘开孔被动控制数值研究 被引量：4

6

作者 邹森 刘勇 王琦 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2019年第10期1159-1168,共10页

开孔方法是一种简单的流动被动控制方法.为找到一种有效降低桨涡干扰效应的被动控制方法,以NACA 0012翼型作为研究对象,建立了4种前缘开孔的模型.在不同来流速度、涡的强度和干扰距离条件下,对4种前缘开孔模型和无孔的基准翼型进行了二... 开孔方法是一种简单的流动被动控制方法.为找到一种有效降低桨涡干扰效应的被动控制方法,以NACA 0012翼型作为研究对象,建立了4种前缘开孔的模型.在不同来流速度、涡的强度和干扰距离条件下,对4种前缘开孔模型和无孔的基准翼型进行了二维平行桨涡干扰(翼涡干扰)数值模拟,对比了升力系数的变化.结果表明:前缘开孔可以降低翼涡干扰效应,但对翼型升力系数有一定的影响;宽度为2.5%弦长的直孔能在翼型升力系数损失较小的情况下有效地降低翼涡干扰效应,且适用范围较广. 展开更多

关键词 翼涡干扰 前缘开孔 被动控制 大涡模拟方法

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高速列车头车气动噪声的控制方法研究 被引量：2

7

作者 姜世杰 杨松 +1 位作者 张博宏 闻邦椿 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第8期175-179,共5页

提出了高速列车头车远场气动噪声的改进方案,并进行了仿真研究。首先完成了9组不同车头形状的全尺寸头车模型和流场流域的创建,并通过k-ε湍流模型计算稳态流场;其次在稳态流场的基础上,采用宽频带噪声模型计算了头车表面的气动噪声源;... 提出了高速列车头车远场气动噪声的改进方案,并进行了仿真研究。首先完成了9组不同车头形状的全尺寸头车模型和流场流域的创建,并通过k-ε湍流模型计算稳态流场;其次在稳态流场的基础上,采用宽频带噪声模型计算了头车表面的气动噪声源;利用大涡模拟(LES)方法计算瞬态流场,进而获取车身外表面的压力;再基于瞬态流场,采用Lighthill声比拟理论研究了头车的远场气动噪声的计算。最后,将不同形状头车的气动噪声的仿真分析结果相对比,验证改进方法的可行性。这里的研究,将对高速列车噪声的有效控制提供一定的技术支持,有着较重要的科学意义和实际研究价值。 展开更多

关键词 高速列车 气动噪声 仿真研究 k-ε湍流模型 宽频带噪声模型 大涡模拟方法 Lighthill声比拟理论 有效控制

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基于卡门尺度和滤波方法的SST方程改进 被引量：2

8

作者 张扬 白俊强 +1 位作者 华俊 鲁俊 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期442-446,共5页

基于滤波方法和卡门尺度对原始剪切应力输运(shear stress transport,SST)湍流模型进行了改进,提出了一种卡门尺度修正的滤波SST方法.湍流多尺度效应必须在分离流场模拟中给予反映,该方法减弱了雷诺平均(Reynolds averaged Navier--Stok... 基于滤波方法和卡门尺度对原始剪切应力输运(shear stress transport,SST)湍流模型进行了改进,提出了一种卡门尺度修正的滤波SST方法.湍流多尺度效应必须在分离流场模拟中给予反映,该方法减弱了雷诺平均(Reynolds averaged Navier--Stokes,RANS)方法时间平均特性对于流场脉动量的压迫作用,在流场中引入了大涡模拟(large eddy simulation,LES)方法的亚格子模型,形成一种新型的脱体涡模拟方法(detached eddy simulation,DES)方法;同时,为了降低原始DES方法在网格加密过程中产生网格诱发的雷诺应力损耗,利用卡门尺度对滤波因子进行修正.平板边界层算例中,卡门尺度对于RANS方法的跟随性远远强于DES方法,在边界层内的速度型和RANS方法吻合很好,而DES方法在加密过程中速度型的鲁棒性较差,说明卡门尺度在有效地保护了边界层内使用RANS求解,降低速度型偏离对数率现象的产生;HGR-01翼型算例证明BY-SST方法可以有效的避免网格诱导分离现象的产生;证明BY-SST方法在分离流动中的精度高于DES方法. 展开更多

关键词 卡门尺度 滤波方法 脱体涡模拟方法 雷诺平均方法 大涡模拟方法

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浅谈大空间火灾烟气运动规律的计算机模拟 被引量：2

9

作者 王静 王恩元 《消防科学与技术》 CAS 2005年第B03期4-5,共2页

分析并讨论了当前大尺度空间火灾烟气运动规律的计算机模拟研究现状。结果表明,采用大涡模拟方法结合多单元区域模拟是研究火灾烟气运动规律的发展趋势。

关键词 大空间火灾 烟气运动 火灾烟气 区域模拟 单元 计算机模拟 大涡模拟方法 运动规律

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基于统计学特征的密集型气液雾化随机模型优化方法研究 被引量：1

10

作者 邓甜 张新晨 +1 位作者 汤振 李亚轩 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期291-298,共8页

在高气液动量比的空气雾化流场中,液滴和液丝从液核剥离的过程具有高自由度、分布密集的特点,传统理论模型难以对其准确预测。本文对结合大涡模拟方法的随机雾化模型进行优化,在初始雾化过程,提出使用液滴统计平均温度来表征液滴碰撞统... 在高气液动量比的空气雾化流场中,液滴和液丝从液核剥离的过程具有高自由度、分布密集的特点,传统理论模型难以对其准确预测。本文对结合大涡模拟方法的随机雾化模型进行优化,在初始雾化过程,提出使用液滴统计平均温度来表征液滴碰撞统计学特性的改进方法。液滴的统计平均温度分别采用气液相对动能模型的粒子追踪法和亚网格动能模型的粒子追踪法。研究表明,使用改进的气液雾化随机模型预测密集型空气雾化流场,大幅改善了传统雾化随机模型在初始雾化区域过预测的缺陷,平均动能的相对误差为15.5%,平均索特尔直径的相对误差为7.2%,与未改进前的模拟结果相比,误差降低了41.1%和15.0%。此外,本文还探究了喷雾张角模型对雾化流场预测结果的影响,分别将实验所得经验公式法、相界面气液动量平衡所得模拟法与亚网格动能模型的粒子追踪法结合。结果表明喷雾张角经验公式预测结果更为准确,在平均索特尔直径预测方面准确性提高了17.3%。 展开更多

关键词 空气雾化流场 数值模拟 随机浸入体模型 大涡模拟方法 亚网格动能粒子追踪法

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LES/RANS方法混合函数特性研究 被引量：1

11

作者 陈逖 刘卫东 +2 位作者 孙明波 范晓樯 梁剑寒 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期487-493,共7页

将两方程k-ωSST湍流模型和Sagaut的混合尺度亚格子模型通过一个混合函数相结合,构造出一种混合大涡/雷诺平均N-S方程模拟方法(hybird large eddy simulation/reynolds-averaged navier-stokes,HybridLES/RANS),采用这种混合模拟方法结... 将两方程k-ωSST湍流模型和Sagaut的混合尺度亚格子模型通过一个混合函数相结合,构造出一种混合大涡/雷诺平均N-S方程模拟方法(hybird large eddy simulation/reynolds-averaged navier-stokes,HybridLES/RANS),采用这种混合模拟方法结合5阶WENO格式对Ma=2.8平板湍流边界层进行了数值模拟,并在计算区域上游入口处采用"回收/调节"方法生成湍流脉动边界条件,通过考查RANS区域向LES区域的过渡参数及网格分辨率对这种混合模拟方法进行了评价.计算结果表明:该文采用的混合模拟方法可以捕捉到湍流边界层中的大尺度结构且入口边界层平均参数不会发生漂移,混合函数应当将RANS区域和LES区域的过渡点设置在对数律层和尾迹律层的交界处,而过渡应当迅速以获得正确的雷诺剪切应力分布,在该文采用的模型及数值方法的条件下,流向及展向的网格小至与Escudier混合长相当时,能够获得可以接受的脉动速度的单点-二阶统计值. 展开更多

关键词 混合大涡/雷诺平均N-S方程模拟方法 WENO格式 湍流边界层 “回收/调节”方法 混合函数

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结构特性对燃烧室压强振荡的影响研究 被引量：3

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作者 许团委 田维平 王建儒 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2013年第1期117-120,共4页

为了揭示结构特性对固体发动机燃烧室压强振荡的影响规律,采用大涡模拟方法以"绝热环"及"潜入式喷管空腔背壁区"为重要结构设计参数,完成了4种不同结构设计条件下的典型VKI发动机流场稳定性数值模拟。最终获得了各... 为了揭示结构特性对固体发动机燃烧室压强振荡的影响规律,采用大涡模拟方法以"绝热环"及"潜入式喷管空腔背壁区"为重要结构设计参数,完成了4种不同结构设计条件下的典型VKI发动机流场稳定性数值模拟。最终获得了各工况下的压强-时间曲线及其FFT结果。分析表明:绝热环是引起旋涡脱落的主要因素,背壁区维持并加强了声涡耦合引起的声能增益,对压强振幅有较大的影响。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 压强振荡 大涡模拟方法 绝热环 背壁区

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双平行平面射流与环境流基元反应特性研究 被引量：1

13

作者 李岩 曹晴晴 周毅 《南京理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期824-835,共12页

为揭示双射流与环境流之间流动-化学反应耦合过程的标量输运机理,采用大涡模拟方法对具有二级非平衡基元反应(A+B→R)的双射流与环境流反应工况进行了研究,达姆科勒数Da为1且雷诺数为2000。首先通过对反应性单射流进行数值模拟,将平均... 为揭示双射流与环境流之间流动-化学反应耦合过程的标量输运机理,采用大涡模拟方法对具有二级非平衡基元反应(A+B→R)的双射流与环境流反应工况进行了研究,达姆科勒数Da为1且雷诺数为2000。首先通过对反应性单射流进行数值模拟,将平均流向速度和平均混合浓度分数等统计量与现有方法结果进行对比,验证了数值方法的准确性;其次,基于化学反应标量输运方程研究了反应性双射流流动-化学反应耦合过程中的标量输运和化学反应特性。结果表明:流场上游湍流/非湍流界面(T/NTI)附近存在1个急剧消耗环境流中反应物B的区域,T/NTI的卷吸过程深刻影响着化学反应;化学反应主要发生在流场上游,T/NTI附近某一时刻产物R的非稳态变化几乎由化学反应产生和对流输运过程决定,而流场下游湍流区域某一时刻产物R的非稳态变化主要取决于对流作用;统计平均下,在6<x/d<20范围内,流场流向对流作用和法向对流作用对产物R的输运收支平衡。 展开更多

关键词 双平行平面射流 环境流 基元反应 大涡模拟方法 标量输运方程 湍流 计算流体力学 对流输运过程

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平面湍流射流拟序结构与颗粒的双向耦合作用

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作者 罗坤 金晗辉 +1 位作者 樊建人 岑可法 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期302-305,共4页

运用大涡模拟方法研究了气粒两相平面湍流射流中拟序结构与颗粒间的双向耦合作用 .在考虑颗粒相的反作用后 ,气相运动采用Smagorinsky提出的亚网格尺度模型模拟 ,颗粒相运动采用Lagrangian方法跟踪 .在不同的质量携带率条件下 ,对Stoke... 运用大涡模拟方法研究了气粒两相平面湍流射流中拟序结构与颗粒间的双向耦合作用 .在考虑颗粒相的反作用后 ,气相运动采用Smagorinsky提出的亚网格尺度模型模拟 ,颗粒相运动采用Lagrangian方法跟踪 .在不同的质量携带率条件下 ,对Stokes数等于 2 5的颗粒 ,考察了颗粒相对气相流场拟序结构的反作用以及颗粒自身的运动扩散特性 ,发现了颗粒对流场的反作用存在两面性 :低质量携带率的颗粒在流场发展的初期阶段延迟了湍流拟序结构的发展 ;对于质量携带率较高的情况 ,在流场发展到一定阶段后则促进了湍流拟序结构的发展 ,颗粒的扩散反过来也得到了相应的加强 ,形成了气粒两相间的“共振” .此外 。 展开更多

关键词 平面湍流射流 拟序结构 双向耦合作用 颗粒扩散 气粒两相流 大涡模拟方法

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