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用非线性 K-ε 两方程湍流模型计算后向台阶分离流动
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作者 钱炜祺 蔡金狮 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1998年第4期426-432,共7页
本文利用TBGatski和CGSpeziale根据张量不变性理论推出的二维流动情况下的非线性K-ε两方程模型来对两种不同扩比下的后向台阶分离湍流进行了数值模拟。从计算结果可以看出:用非线性K-ε两方程模型计算得到的回... 本文利用TBGatski和CGSpeziale根据张量不变性理论推出的二维流动情况下的非线性K-ε两方程模型来对两种不同扩比下的后向台阶分离湍流进行了数值模拟。从计算结果可以看出:用非线性K-ε两方程模型计算得到的回流区长度、壁面压力分布和摩阻分布等物理量的精度比用标准K-ε两方程模型计算得到的结果有了明显改进。而且,该模型还具有标准K-ε两方程模型的结构简单、使用方便的优点,易于工程应用。 展开更多
关键词 湍流 非线性 k-ε两方程模型 分离流动
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一种新的非线性K-ε两方程湍流模型 被引量:1
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作者 钱炜祺 蔡金狮 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1999年第4期391-397,共7页
本文基于理论分析和对标准K-ε两方程湍流模型数值模拟结果的分析,在标准K-ε两方程模型的雷诺应力表达式中加入高阶非线性项;并在模型的涡粘性系数μt 中考虑流动各向异性的影响,将涡粘性系数中参数Cμ取为表征流动各向异性... 本文基于理论分析和对标准K-ε两方程湍流模型数值模拟结果的分析,在标准K-ε两方程模型的雷诺应力表达式中加入高阶非线性项;并在模型的涡粘性系数μt 中考虑流动各向异性的影响,将涡粘性系数中参数Cμ取为表征流动各向异性的参数A 的一个线性函数,从而得到了一个新的非线性K-ε两方程湍流模型。此外,本文利用两种不同扩比下的后向台阶流动的实验结果来对新模型中引入的待定参数进行了参数辨识,并用另一种扩比下的后向台阶流动、绕方块的分离流动、U 型管道内流动、以及接近失速攻角情况下绕GAW- 1 翼型的低速流动等四种流动来对该非线性K-ε两方程模型作了进一步的验证,得到了令人满意的结果。 展开更多
关键词 非线性 k-ε两方程模型 雷诺应力表达式 湍流
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非线性涡粘度模型在内燃机缸内湍流计算中的应用 被引量:1
3
作者 马贵阳 解茂昭 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期77-80,共4页
作者将一个非线性涡粘度湍流模型进行修正后应用于内燃机缸内湍流流动计算,此模型采用了应力张量和应变张量的三阶相关关系,对几种不同类型内燃机气缸内的流动进行计算,结果表明此模型在定性和定量上都较之k—ε模型有较大的改进,其适... 作者将一个非线性涡粘度湍流模型进行修正后应用于内燃机缸内湍流流动计算,此模型采用了应力张量和应变张量的三阶相关关系,对几种不同类型内燃机气缸内的流动进行计算,结果表明此模型在定性和定量上都较之k—ε模型有较大的改进,其适用于内燃机缸内湍流流动的数值模拟。 展开更多
关键词 非线性 涡粘度模型 压缩修正 数值模拟 内燃机 湍流计算 应用 燃烧室
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三维流场下地效翼船巡航状态非线性k-ε湍流气动的数值模拟 被引量:6
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作者 洪亮 徐秉汉 +2 位作者 洪方文 张志荣 许晟 《船舶力学》 EI 2003年第1期23-32,共10页
本文提出了一种可以较精确地计算地效翼船巡航状态下气动力的设计方法,应用流体力学中线性和非线性湍流理论并结合有限元法对地效翼船进行了气动性能计算,并结合实验数据对比,可以发现应用非线性湍流理论计算值较为精确。同时又将单算... 本文提出了一种可以较精确地计算地效翼船巡航状态下气动力的设计方法,应用流体力学中线性和非线性湍流理论并结合有限元法对地效翼船进行了气动性能计算,并结合实验数据对比,可以发现应用非线性湍流理论计算值较为精确。同时又将单算主翼气动性能与计算整体地效翼船数值进行对比,发现单算的主翼气动力大于整体算法的,这主要是未考虑主浮舟等附体对气动力的贡献。作为设计之初可以考虑单算主翼,但随着工作的深入一定要对地效翼船整体气动力性能进行研究,以确定巡航状态下是否提供足够的升力,这是地效翼船设计的关键。在进行整体和单体计算后又进行了不同高度下的气动力分析,分析表明随高度增大地效翼船升力明显减少,并得出适合地效翼船巡航的高度。 展开更多
关键词 地效翼船 非线性k-ε湍流计算模型 湍流 机翼 仿真
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非线性代数应力模型在内燃机缸内湍流计算中应用
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作者 马贵阳 解茂昭 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第6期676-680,共5页
利用张量不变性原理建立一个非线性代数应力模型 ,它包含了平均流变形率张量和旋转张量三阶项的影响 .模型中压力应变项是基于 Lee由快速畸变理论导出的解析解 ,通过引入参考总应变而包含了平均流变化的历史效应 .湍能及其耗散率的求解... 利用张量不变性原理建立一个非线性代数应力模型 ,它包含了平均流变形率张量和旋转张量三阶项的影响 .模型中压力应变项是基于 Lee由快速畸变理论导出的解析解 ,通过引入参考总应变而包含了平均流变化的历史效应 .湍能及其耗散率的求解采用 RNG k-ε模型 .用此模型对几种内燃机缸内的流场进行计算 ,结果表明此模型在定量和定性上较之 k-ε模型和基于 展开更多
关键词 内燃机 数值模拟 非线性代数应力模型 RNGκ-ε湍流计算
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用一种非线性k-ε模型计算突扩台阶后的流动
6
作者 刘社文 陈义良 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第3期10-18,共9页
对一种新的非线性k-ε模型的无量纲系数进行了重新拟合.用新的系数计算了槽道流动、方截面管流和等应变率,平均流场无旋流动的正应力分布.计算结果与实验资料符合很好.将该模型并入常规的k-ε模型的计算程序中,并对突扩台阶后的湍流流... 对一种新的非线性k-ε模型的无量纲系数进行了重新拟合.用新的系数计算了槽道流动、方截面管流和等应变率,平均流场无旋流动的正应力分布.计算结果与实验资料符合很好.将该模型并入常规的k-ε模型的计算程序中,并对突扩台阶后的湍流流动进行了数值计算,同线性k-ε模型的计算结果和实验结果进行了比较.结果表明,这种非线性k-ε模型同线性模型相比有较大的改进,同已有的其它非线性模型相比,也有一定的优点. 展开更多
关键词 流场 非线性k-ε模型 湍流 边界层
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计算风工程中k-ε模型的一类边界条件 被引量:25
7
作者 杨伟 顾明 陈素琴 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2005年第1期97-102,共6页
给定适当的湍流来流边界条件是计算风工程中一个重要的问题。然而通常情况下 ,由于问题的复杂性 ,很难给定一个既满足边界层自保持要求又与试验相符的边界条件。本文首先从模型方程本身出发 ,推导出一类近似满足κ ε模型自保持边界条... 给定适当的湍流来流边界条件是计算风工程中一个重要的问题。然而通常情况下 ,由于问题的复杂性 ,很难给定一个既满足边界层自保持要求又与试验相符的边界条件。本文首先从模型方程本身出发 ,推导出一类近似满足κ ε模型自保持边界条件要求的湍动能表达式。此表达式与有关文献建议的湍流边界条件比较 ,可以考虑湍动能随高度的变化 ,因而更符合实测规律 ;然后基于风洞试验数据 ,定义了一组k ε模型中的模型常数 ;最后通过模拟风洞试验的算例 ,验证并分析了此类湍动能边界条件配合试验常数 ,在标准k 展开更多
关键词 边界条件 k-ε模型 湍动能 湍流 近似 表达式 常数 计算风工程 风洞试验 实测
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基于SST k-ω湍流模型的平衡大气边界层模拟 被引量:17
8
作者 胡朋 李永乐 廖海黎 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期737-743,共7页
为实现SST k-ω湍流模型下空流场大气边界层的平衡,提出通过在湍动能输送方程与比耗散率输送方程中添加源项的方法使来流边界条件与湍流模型相协调,并通过相应的CFD数值算例分别考察了不考虑源项与考虑源项时沿流场不同位置处的平均速... 为实现SST k-ω湍流模型下空流场大气边界层的平衡,提出通过在湍动能输送方程与比耗散率输送方程中添加源项的方法使来流边界条件与湍流模型相协调,并通过相应的CFD数值算例分别考察了不考虑源项与考虑源项时沿流场不同位置处的平均速度、湍动能及比耗散率剖面的一致性。计算结果表明,当考虑源项时沿流场不同位置处的平均速度剖面、湍动能剖面及比耗散率剖面均有较高程度的一致性,较好地实现了大气边界层的平衡。研究结论为平衡大气边界层的研究提供了新的思路和研究方法,对结构风工程中CFD数值模拟有一定的理论及应用价值。 展开更多
关键词 平衡大气边界层 SST k-ω湍流模型 源项 计算流体动力学
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不同湍流模型下圆柱涡激振动的计算比较 被引量:20
9
作者 林琳 王言英 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第10期1115-1125,共11页
为应用计算流体力学的方法模拟圆柱体的涡激振动问题,文章采用有限体积法结合两种不同的湍流模型(RNG k-ε和SST k-ω湍流模型)求解时间平均的纳维尔—斯托克斯方程(RANS),对低质量比弹性支撑的刚性圆柱体在均匀来流中的的涡激振动问题... 为应用计算流体力学的方法模拟圆柱体的涡激振动问题,文章采用有限体积法结合两种不同的湍流模型(RNG k-ε和SST k-ω湍流模型)求解时间平均的纳维尔—斯托克斯方程(RANS),对低质量比弹性支撑的刚性圆柱体在均匀来流中的的涡激振动问题进行了研究。计算对象参照Govardhan和Williamson的物理模型实验中的参数,通过比较两种湍流模型下圆柱体的振幅响应、频率响应及三个响应分支的水动力系数和尾涡模式,分析了两种湍流模型模拟结果的差异及原因,结果表明:RNG k-ε湍流模型和SST k-ω湍流模型的模拟结果差异很大,不论在振幅响应和频率响应上的计算上,还是对升力的谱分析上,SST k-ω模型的计算结果都更接近于真实的物理现象,并且采用SST k-ω湍流模型成功地模拟出了2P模式。因此从整体上说,SST k-ω湍流模型的模拟效果要优于RNG k-ε湍流模型。 展开更多
关键词 涡激振动 计算流体力学 RNG k-ε湍流模型 SSTk-w湍流模型
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二维杂交网格粘性湍流分离流场的数值计算
10
作者 罗建曦 张扬军 张宝宁 《动力工程》 CSCD 北大核心 2003年第1期2240-2244,共5页
给出了基于非结构化网格数值求解二维粘性湍流分离流场的压力修正算法。采用 Delaunay三角划分法生成三角形非结构网格以适应复杂几何形状 ,壁面采用结构网格以满足粘性湍流流场计算的要求。湍流模型为 RNG k-ε模型 ,以考虑壁面低 Re... 给出了基于非结构化网格数值求解二维粘性湍流分离流场的压力修正算法。采用 Delaunay三角划分法生成三角形非结构网格以适应复杂几何形状 ,壁面采用结构网格以满足粘性湍流流场计算的要求。湍流模型为 RNG k-ε模型 ,以考虑壁面低 Re数效应和曲率对分离流动的影响。利用所给出的算法对 NACA0 0 1 2翼型二维大尺度分离流场进行了计算 ,计算结果和实验结果基本一致。图 7参 展开更多
关键词 二维杂交网格 粘性湍流 分离流场 数值计算 分离流动 RNG k-ε模型 流体力学
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旋流燃烧室中NO排放的数值计算 被引量:3
11
作者 程勇 汪军 蔡小舒 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2004年第6期524-528,共5页
采用数值模拟的方法研究了旋流燃烧室中旋流数对NO排放的影响,其中湍流采用修正的k ε模型,燃烧采用EBU Arrhenius模型,NO的生成包括热力NO和瞬发NO,采用设定的PDF模型.计算结果表明,随着入口旋流数的增加,旋流燃烧室中的高温区移向入口... 采用数值模拟的方法研究了旋流燃烧室中旋流数对NO排放的影响,其中湍流采用修正的k ε模型,燃烧采用EBU Arrhenius模型,NO的生成包括热力NO和瞬发NO,采用设定的PDF模型.计算结果表明,随着入口旋流数的增加,旋流燃烧室中的高温区移向入口,火焰长度缩短,宽度增大;NO排放量先增加,后减小.因此,适当调整燃烧室的旋流数可以降低NO排放. 展开更多
关键词 旋流数 NO排放 数值计算 湍流k-ε模型
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自激振动圆柱体湍流场及发展变化的研究 被引量:3
12
作者 林琳 王言英 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第14期164-173,共10页
采用雷诺平均法模拟低质量比弹性支撑的刚性圆柱体在均匀来流中的涡激振动问题,是近年来人们研究的热点。本文采用有限体积法结合SST k-ω湍流模型求解时间平均的纳维尔———斯托克斯方程(RANS),对低质量比弹性支撑的刚性圆柱体在均匀... 采用雷诺平均法模拟低质量比弹性支撑的刚性圆柱体在均匀来流中的涡激振动问题,是近年来人们研究的热点。本文采用有限体积法结合SST k-ω湍流模型求解时间平均的纳维尔———斯托克斯方程(RANS),对低质量比弹性支撑的刚性圆柱体在均匀来流中横向振动的三个响应分支(初始分支、上端分支和下端分支)湍流场及其发展变化进行了研究,并与同等雷诺数下固定圆柱体的湍流场进行了对比。结果表明:三个响应分支的流体力系数、壁面压力系数、壁面切应力、流向平均速度、流向速度的脉动、横向速度的脉动、雷诺应力、湍流动能和涡量的分布均与固定圆柱体有明显差异。 展开更多
关键词 涡激振动 计算流体力学 SST k-ω湍流模型 振动圆柱体 湍流
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纵荡运动下逆旋双转子风力发电机气动性能研究
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作者 万远琛 王凯 +2 位作者 刘丹 肖忠铭 吴晓笛 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第1期38-45,共8页
本文以NREL 5 MW风机组成5 MW-5 MW逆旋双转子风机,采用自定义谐波函数赋予风机纵荡运动,基于SST k-ω湍流模型对纵荡运动下5 MW-5 MW逆旋双转子风机进行数值模拟,对不同幅值和周期纵荡下双转子风机的尾迹流动特征,推力和转矩的时变、... 本文以NREL 5 MW风机组成5 MW-5 MW逆旋双转子风机,采用自定义谐波函数赋予风机纵荡运动,基于SST k-ω湍流模型对纵荡运动下5 MW-5 MW逆旋双转子风机进行数值模拟,对不同幅值和周期纵荡下双转子风机的尾迹流动特征,推力和转矩的时变、统计结果进行研究。结果表明:双转子风机尾涡间隙距离随纵荡运动而变化,双转子风机2个转子叶尖涡在尾涡间隙减小时发生融合并脱落;双转子风机的转矩与推力产生与纵荡周期相一致的波动,其中双转子风机顺风转子转矩、推力对纵荡运动更为敏感。本文通过开展纵荡运动下逆旋双转子风机气动性能变化研究工作,探究平台运动对逆旋双转子风机气动特性的影响规律,为漂浮式双转子风机设计制造提供技术指导。 展开更多
关键词 逆旋双转子风机 纵荡运动 尾迹特征 气动特性 5MW风机 计算流体力学 k-ω湍流模型 三维涡结构
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剪切层形态对开式空腔气动噪声的抑制 被引量:17
14
作者 余培汛 白俊强 +2 位作者 郭博智 韩啸 韩珊珊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期156-164,共9页
如何抑制开式空腔内的气动噪声是航空研究领域的一个研究热点。采用非线性扰动方程和基于雷诺平均NS方程的湍流人工重构方法对空腔标模进行数值模拟,通过与风洞试验数据的对比,验证了该计算方法的可靠性。基于此,在空腔前缘上方采用不... 如何抑制开式空腔内的气动噪声是航空研究领域的一个研究热点。采用非线性扰动方程和基于雷诺平均NS方程的湍流人工重构方法对空腔标模进行数值模拟,通过与风洞试验数据的对比,验证了该计算方法的可靠性。基于此,在空腔前缘上方采用不同几何形状的栅板措施,以此来改变空腔前缘的剪切层形态,对比分析其对空腔湍动能、速度型、声源、声压级分布及压力脉动频谱特性的影响,分析可得:仅改变剪切层的方向和强度并不能降低空腔中的声源强度,还需通过改变剪切层的稳定性来影响空腔中声源的分布及强弱,这样才能有效降低流激振荡效果。研究结果表明:采用被动控制措施改变剪切层形态能有效抑制空腔中的气动噪声,其具备一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 气动噪声 数值模拟 实验 计算模型 非线性扰动方程 湍流人工重构 剪切层
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潜艇喷流流场数值模拟研究 被引量:8
15
作者 张楠 沈泓萃 姚惠之 《船舶力学》 EI 北大核心 2007年第1期10-21,共12页
采用数值求解RANS方程的计算方法,结合k-ω湍流模型,模拟了潜艇模型在指挥台围壳开孔喷流后的流场和水动力。喷流孔布置在指挥台围壳的根部。详细比较了喷流孔位置、尺度、流量等要素对于潜艇流场和水动力的影响。计算给出了桨盘面无量... 采用数值求解RANS方程的计算方法,结合k-ω湍流模型,模拟了潜艇模型在指挥台围壳开孔喷流后的流场和水动力。喷流孔布置在指挥台围壳的根部。详细比较了喷流孔位置、尺度、流量等要素对于潜艇流场和水动力的影响。计算给出了桨盘面无量纲速度、不均匀度系数u△、喷流孔附近的速度矢量分布以及喷流孔后的迹线。从涡量的角度初步探讨了喷流改善尾流场的机理。计算结果表明,喷流作为一种主动的流动控制手段可以有效改善潜艇流场品质,喷流流量是影响潜艇流场和水动力的最主要的因素,喷流孔流量与尺度最优值的选择要综合考虑水动力性能的变化。 展开更多
关键词 计算船舶流体力学 潜艇 喷流 k-ω湍流模型
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风荷载作用下围护结构表面风压分布及局部体型系数数值模拟研究 被引量:8
16
作者 周建民 石海波 程政 《河南理工大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2020年第1期164-172,共9页
为了从围护结构风压分布和风荷载局部体型系数角度研究建筑围护结构抗风性能,基于计算流体力学方法(CFD),利用scSTREAM平台,分别采用k-ε,RNG k-ε湍流模型对CARRC高层建筑标准模型进行模拟,并将数值模拟与试验结果对比分析,验证scSTREA... 为了从围护结构风压分布和风荷载局部体型系数角度研究建筑围护结构抗风性能,基于计算流体力学方法(CFD),利用scSTREAM平台,分别采用k-ε,RNG k-ε湍流模型对CARRC高层建筑标准模型进行模拟,并将数值模拟与试验结果对比分析,验证scSTREAM平台模拟计算的可行性,表明RNG k-ε湍流模型具有更高的计算精度,因此,选择RNG k-ε湍流模型用做后续研究。然后分别建立不同风速、不同建筑体型的模型,研究其对围护结构风压分布、风荷载局部体型系数的影响。结果表明:围护结构风压分布及风荷载局部体型系数受风速影响很小,但随建筑体型改变有明显变化;对于不同高宽比、宽厚比的建筑,围护结构各表面风压分布有较大区别,且出现风荷载局部体型系数取值明显高于规范的情况指出了规范取值的不合理之处,以优化围护结构局部体型系数分区取值。 展开更多
关键词 围护结构 风压分布 风荷载局部体型系数 计算流体力学 RNG k-ε湍流模型
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内燃机压缩过程冷态流场的大涡模拟 被引量:1
17
作者 曾文 解茂昭 周磊 《小型内燃机与摩托车》 CAS 北大核心 2011年第4期45-48,共4页
通过修改发动机多维CFD计算程序KIVA-3V,建立了内燃机压缩过程冷态流场的大涡模拟(LES)计算模型。利用此模型对内燃机压缩过程中缸内流场的水平速度及湍流动能进行了详细分析,并与k-ε模型进行了比较。结果表明与采用k-ε模型计算时相比... 通过修改发动机多维CFD计算程序KIVA-3V,建立了内燃机压缩过程冷态流场的大涡模拟(LES)计算模型。利用此模型对内燃机压缩过程中缸内流场的水平速度及湍流动能进行了详细分析,并与k-ε模型进行了比较。结果表明与采用k-ε模型计算时相比,采用LES计算时显示了更为复杂的湍流结构,而且LES所能捕捉到的涡团结构范围要大于k-ε模型。同时,采用LES计算时得到的湍流动能要远远低于k-ε模型。 展开更多
关键词 湍流 大涡模拟 计算流体动力学 k-ε模型
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高寒动车组转向架区域积雪结冰数值仿真研究 被引量:22
18
作者 冯永华 黄照伟 +1 位作者 张琰 高广军 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期437-444,共8页
对简化的高寒动车组模型,运用OpenFOAM进行网格划分,采用SST k-ω的湍流模型来模拟高寒动车组转向架区域的空气流场特性,分析转向架区域的速度场与压力场。研究结果表明,转向架区域结构复杂,夹带雪粒子的气流将冲击转向架区域的发热元件... 对简化的高寒动车组模型,运用OpenFOAM进行网格划分,采用SST k-ω的湍流模型来模拟高寒动车组转向架区域的空气流场特性,分析转向架区域的速度场与压力场。研究结果表明,转向架区域结构复杂,夹带雪粒子的气流将冲击转向架区域的发热元件,所受冲击部位正压较大,夹带的雪粒子于此迅速融化、结冰。同时在转向架上方存在大量低速涡流,雪粒子在低速涡流处静止并落于转向架部件表面。随着速度增加,转向架区域中夹带的雪粒子增加,相应部位的积雪、结冰问题更为严重。 展开更多
关键词 高寒动车组转向架 计算流体动力学 SST k-ω湍流模型
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不同高度开洞对高层建筑风特性影响的数值模拟 被引量:1
19
作者 夏祥忠 陈锐林 +3 位作者 任海龙 胡迪 邓小波 张超 《安徽工业大学学报(自然科学版)》 CAS 2016年第4期354-359,共6页
采用RNG的k-ε湍流模型,对处于B类地貌风场中的不同高度处设置洞口的高层建筑进行数值模拟,通过UDF编程设定风速和湍流强度等参数。结果表明:当洞口位于0.85h高层建筑时,风速在迎风面前方减弱,在侧面增大并形成对称涡旋,在背风面形成尾... 采用RNG的k-ε湍流模型,对处于B类地貌风场中的不同高度处设置洞口的高层建筑进行数值模拟,通过UDF编程设定风速和湍流强度等参数。结果表明:当洞口位于0.85h高层建筑时,风速在迎风面前方减弱,在侧面增大并形成对称涡旋,在背风面形成尾流;洞口内形成狭缝效应风速最大;当洞口位于不同位置时,洞口对迎风面和侧面风压以及顺风向基底弯矩都有影响;洞口位于0.65h时,侧面风压系数较小,基底弯矩降幅最大,因此在0.65h开洞最为有利。 展开更多
关键词 k-ε湍流模型 开洞高层建筑 风压特性 计算流体动力学 数值模拟
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边界层自保持对建筑风压的影响研究 被引量:1
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作者 秦刚 程旭 《山西建筑》 2017年第5期48-50,共3页
采用了一种大气边界层自保持的方法,并基于SST k-ω湍流模型,从压力等值线、平均风速和湍动能等方面,对建筑物表面风压进行了研究,指出大气边界层自保持方法可以应用于建筑物风压计算中。
关键词 计算风工程 SST k-ω湍流模型 表面风压 压力等值线
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