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题名二维衰减湍流的速度加速度结构函数
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作者
周泽友
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机构
清华大学能源与动力工程系燃烧能源中心
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第4期1035-1044,共10页
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基金
清华大学资金资助。
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文摘
湍流场中二阶速度加速度结构函数(velocity-acceleration structure function, VASF)被认为与尺度间能量或者拟涡能的传递相关,其正负表明传递的方向.三维湍流中,能量从大尺度向小尺度传递,VASF为负.在二维湍流中,能量反向传递到大尺度,拟涡能正向传递到小尺度,因此理论上VASF无论在反向能量级串区还是在正向拟涡能级串区均为正.然而,相对于三维湍流中VASF的充分研究,二维湍流中VASF的正负性迄今尚无实验或数值模拟数据验证.本文通过三维二维湍流中普适的公式推导,指出在空间非均匀湍流场中,VASF除了尺度间传递,还受到非均匀项的影响.一种常见的空间非均匀湍流场是在实验研究中常用的风洞或水洞中,湍流发生装置(如栅格)后的湍流.该流场中,湍流强度随下游位置增大而逐渐衰减,这种衰减则带来空间上的非均匀性.本文在基于竖直流动皂膜的二维衰减湍流场中,利用拉格朗日粒子追踪法测得在拟涡能级串区的VASF,并分析各部分的影响.结果表明,虽然尺度间传递项为正值,但由于衰减带来的非均匀项为负值,使得VASF的值为负,使之失去了表征拟涡能传递方向的意义.因此,在类似风洞、水洞、水槽等衰减流场中对VASF的讨论不应忽略非均匀项.最后对与VASF密切相关的弥散过程进行分析,发现后期弥散过程变慢是由于负的VASF导致.
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关键词
二维湍流
速度加速度结构函数
衰减湍流
弥散
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Keywords
two-dimensional turbulence
velocity-acceleration structure function
decaying turbulence
dispersion
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分类号
O354.5
[理学—流体力学]
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题名基于两方程湍流模型的均匀流中湍流动能衰减规律研究
被引量：11
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作者
李德顺
马国林
郭涛
徐权
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机构
兰州理工大学能源与动力工程学院
甘肃省风力机工程技术研究中心
甘肃省流体机械及系统重点实验室
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出处
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期418-427,共10页
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基金
国家自然科学基金(51766009)
甘肃省陇原青年创新创业人才项目
+2 种基金
南京航空航天大学江苏省风力机设计高技术研究重点实验室开放课题
西华大学流体及动力机械教育部重点实验室开放基金(Nos.szjj2019-027)
兰州理工大学红柳杰出青年人才资助计划。
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文摘
通过理论推导和数值模拟,从湍流模型封闭系数的确定过程、输运方程扩散项的影响因素、入口边界条件和网格尺度等方面分析标准k-ε模型、标准k-ω模型和SST k-ω湍流模型在计算均匀来流时湍流动能的衰减规律及其本质物理区别;通过数值模拟分析中性大气条件下湍流动能的衰减规律。结果表明,在均匀流中,采用标准k-ε湍流模型,入口湍流强度较小或湍流粘性比较大时,湍流动能衰减的程度及速率比采用标准k-ω模型和SST k-ω模型时小;在中性大气条件下,采用SST k-ω湍流模型,顶部边界采用压力出口时,风速、湍动能和比耗散率的廓线保持性较好。
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关键词
风力机
均匀流
湍流动能衰减
湍流模型
边界条件
数值模拟
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Keywords
wind turbines
uniform flow
turbulence kinetic energy attenuation
turbulence model
boundary condition
numerical simulation
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分类号
TK83
[动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
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