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题名基于DUGKS的槽道湍流大涡模拟研究
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作者
郭琳
沈杰
彭程
郭照立
王连平
牛中国
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机构
南方科技大学力学与航空航天工程系
山东大学机械工程学院
华中科技大学能源与动力工程学院
南方科技大学复杂流动及软物质研究中心
中国航空工业空气动力研究院低速高雷诺数航空重点实验室
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期3394-3408,共15页
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基金
国家自然科学基金(U2241269,T2250710183)
广东省湍流基础研究与应用重点实验室项目(2023B1212060001)资助。
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文摘
基于介观数值模拟方法的大涡模拟(large eddy simulation,LES)是研究湍流的重要手段之一.离散统一气体动理学方法(discrete unified gas kinetic scheme,DUGKS)是一种相对较新的介观方法,其作为湍流大涡模拟工具的研究还处于起步阶段.文章通过耦合标准离壁Smagorinsky亚格子应力模型和Musker壁面模型,实现了DUGKS-LES介观大涡模拟方法.推导了在DUGKS中实现大涡模拟所需的有效总应力和修正分布函数非平衡态的关系式;通过壁面函数逆求解壁面剪切应力时,设计了可以保证收敛性的快速牛顿迭代法,并利用逆问题的近似解进一步提高了迭代效率.最后,分别对摩擦雷诺数为180,395和950的槽道湍流进行大涡模拟,并与相关文献中介观大涡模拟方法的结果进行了比较.结果表明,DUGKS-LES方法在准确性上具有优势,以谱方法模拟结果为基准,流向速度、雷诺应力和脉动速度等湍流统计量的均方误差均可以控制在11%以内.在DUGKS框架下,与文献中利用自适应亚格子应力模型相比,文章结合Musker壁面模型的处理方法,可以得到更精确的流向速度和雷诺切应力.
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关键词
离散统一气体动理学方法
大涡模拟
壁面模型
槽道湍流
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Keywords
discrete unified gas kinetic scheme
large eddy simulation
wall model
turbulent channel flow
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分类号
O357.5
[理学—流体力学]
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题名指数型谐振管内非线性声场的模拟研究
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作者
冯和英
彭叶辉
李学军
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机构
湖南科技大学机械设备健康维护湖南省重点实验室
湖南科技大学数学与计算科学学院
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出处
《应用声学》
CSCD
北大核心
2016年第1期69-76,共8页
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基金
国家自然科学基金项目(51405157
51476052)
湖南省自然科学基金项目(2015JJ3065)
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文摘
采用气体动理学方法模拟研究五种不同驱动强度下,=0的圆直热声谐振管和=2 2的指数型热声谐振管内的非线性声场特征。研究发现:指数型管能抑制激波及声饱和现象,但管内会出现尖峰现象。尖峰处的压力波形发生了畸变;它们是非线性的能量传递与各种耗散的竞争过程中产生的不同形态的波特征;当活塞驱动位移幅值400μm时,指数型管内压力振幅增长速度明显下降。
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关键词
气体动理学方法
指数型热声谐振管
非线性
压力波
尖峰现象
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Keywords
Gas-kinetic scheme, Exponential shaped thermoacoustic resonator, Nonlinear
Pressure wave,Spike phenomenon
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分类号
TK121
[动力工程及工程热物理—工程热物理]
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