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风力机风场模型的研究及紊流风场的MATLAB数值模拟 被引量:32
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作者 陈严 张锦源 +1 位作者 王楠 叶枝全 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期955-960,共6页
讨论了风剪、塔影和尾流对风场平均速度的影响,介绍了随机理论中离散随机序列与其功率谱、傅立叶谱的关系,研究了紊流风场模型中常用的几种典型的速度功率谱密度模型如Harris速度谱、Kaimal速度谱、Von Karman速度谱等模型。根据随机理... 讨论了风剪、塔影和尾流对风场平均速度的影响,介绍了随机理论中离散随机序列与其功率谱、傅立叶谱的关系,研究了紊流风场模型中常用的几种典型的速度功率谱密度模型如Harris速度谱、Kaimal速度谱、Von Karman速度谱等模型。根据随机理论,确定利用速度谱求风速的紊流部分的算法,并用MATLAB编程实现了风力机紊流风场的数值模拟。 展开更多
关键词 风力机 风场模型 紊流模型 数值模拟
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Von Karman模型三维大气紊流仿真理论与方法 被引量:15
2
作者 高静 洪冠新 梁灶清 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期736-740,共5页
基于三维紊流场相关函数矩阵,用蒙特卡罗法仿真生成Von Karman模型三维空间大气紊流场,实现了对复杂的Von Karman模型的精确推导和应用,仿真流场的相关特性在理论上可以任意逼近Von Karman理论模型.通过提高白噪声序列的白化程度及优化... 基于三维紊流场相关函数矩阵,用蒙特卡罗法仿真生成Von Karman模型三维空间大气紊流场,实现了对复杂的Von Karman模型的精确推导和应用,仿真流场的相关特性在理论上可以任意逼近Von Karman理论模型.通过提高白噪声序列的白化程度及优化蒙特卡罗算法的方法提高了仿真精度和效率.数值仿真结果证明:所生成的空间大气紊流场符合模型特性,具有较好的统计特性和仿真精度,满足实时飞行仿真对紊流场数据的要求. 展开更多
关键词 大气紊流 蒙特卡罗法 Von Karman模型 数值仿真 飞行仿真
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潮汐河口二维动床紊流模型 被引量:20
3
作者 陆永军 袁美琦 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第2期151-158,共8页
给出了正交曲线坐标系下平面二维非恒定动床紊流模型基本方程组,即水流运动方程及潮汐水流不平衡输沙方程。对计算中的有关问题提出了处理方法,如基本资料及代表潮过程选取、糙率的确定、悬沙粒径及沉速、挟沙能力恢复饱和系数及河床... 给出了正交曲线坐标系下平面二维非恒定动床紊流模型基本方程组,即水流运动方程及潮汐水流不平衡输沙方程。对计算中的有关问题提出了处理方法,如基本资料及代表潮过程选取、糙率的确定、悬沙粒径及沉速、挟沙能力恢复饱和系数及河床冲淤判别条件等。以甬江口为例,计算了镇海弯道至大游山口门约5km河段潮汐水流潮位及流速过程、丁坝作用下的回流域及疏浚与整治相结合的河床变形,计算结果与野外资料吻合良好。在此基础上,计算了宁波大桥桥墩作用下的水流结构变化及对镇海港航道的冲淤影响。 展开更多
关键词 潮汐 河口 动床 紊流 数学模型
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三维引射流动数值模拟及紊流模型选择 被引量:12
4
作者 马会民 陈汉平 +3 位作者 苏明 白旭 徐杲 刘玉峰 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期326-330,共5页
针对引射流动三维湍流流动的特点,应用k-ε、S-A以及k-ω湍流模型分别对三维引射流动进行了数值模拟.比较引射流量的数值结果与实验结果表明,湍流模型的选取对数值结果具有较大影响,采用k-ω模型进行模拟可以较为准确地预测引射流量.
关键词 引射流动 紊流模型 数值模拟
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应用不同紊流模型的二维横向射流传热数值模拟研究 被引量:24
5
作者 吴海玲 陈听宽 罗毓珊 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第9期903-907,共5页
为了研究紊流横向射流的流动与传热特征 ,基于控制容积法和协调一致的求解压力耦合方程的半隐方法 (SIMPLEC) ,应用标准k ε模型、重整化群 (RNG)k ε模型和易实现的 (Realizable)k ε模型 ,对射流与主流动量通量比为 0 .5~ 10 0的二... 为了研究紊流横向射流的流动与传热特征 ,基于控制容积法和协调一致的求解压力耦合方程的半隐方法 (SIMPLEC) ,应用标准k ε模型、重整化群 (RNG)k ε模型和易实现的 (Realizable)k ε模型 ,对射流与主流动量通量比为 0 .5~ 10 0的二维横向射流传热进行了数值模拟 .通过考察二维横向射流的平均流动和紊流特性 ,分析了回流区对射流下游壁面换热的影响 ,从流动机理角度解释了壁面换热峰值点位于重接触点近上游的现象 ,并结合横向射流特征讨论了 3种紊流模型的优劣 .计算结果表明 ,RNGk ε和Realizablek ε模型 ,尤其是Realizablek ε模型的预测值比标准k ε模型的预测值更为准确 . 展开更多
关键词 二维横向射流 紊流模型 数值模拟 传热特性 控制容积法 流动机理
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一种改进的紊流风模型及其仿真算法 被引量:13
6
作者 屈香菊 李勇 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第1期10-13,16,共5页
从提高飞机飞行动力学系统仿真的逼真性出发,提出了一种新的大气紊流模型,并研究了模型的仿真实现技术。该模型是在Dryden模型的基础上改进的。通过比较Dryden模型与Von Karman模型的功率谱,提出了改进的紊流风模型的形式,采用参数优化... 从提高飞机飞行动力学系统仿真的逼真性出发,提出了一种新的大气紊流模型,并研究了模型的仿真实现技术。该模型是在Dryden模型的基础上改进的。通过比较Dryden模型与Von Karman模型的功率谱,提出了改进的紊流风模型的形式,采用参数优化方法对模型参数进行优化,得到了一种更为接近Von Karman频谱的紊流风模型。在此基础上推导出该模型仿真实现的计算公式,从而形成对该模型的仿真算法。通过在频域的分析比较和时域的仿真计算验证了模型的合理性和算法的正确性。本文给出的紊流风模型及其仿真实现算法,可用于飞行模拟器的实时仿真,也能用于飞行动力学系统的非实时数字仿真计算。 展开更多
关键词 大气紊流 仿真算法 紊流模型 飞行仿真 实时仿真
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高浓度固-液两相流紊流的动理学模型 被引量:13
7
作者 唐学林 徐宇 吴玉林 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第6期956-962,共7页
采用分子动理学方法,基于固-液两相流液相分子或颗粒相颗粒的Boltzmann方程,对Boltzmann方程分别取零矩和一次矩,则得到高浓度固-液两相流紊流的连续方程和动量方程,再和较成熟的低浓度两相流连续方程和动量方程比较,取低浓度两相流控... 采用分子动理学方法,基于固-液两相流液相分子或颗粒相颗粒的Boltzmann方程,对Boltzmann方程分别取零矩和一次矩,则得到高浓度固-液两相流紊流的连续方程和动量方程,再和较成熟的低浓度两相流连续方程和动量方程比较,取低浓度两相流控制方程中较成熟合理的有关项和高浓度时由动理学方法推导出的颗粒间碰撞项,则得到高浓度固-液两相流紊流的最终控制方程:连续方程和动量方程. 展开更多
关键词 固-液两相流 紊流 动理学模型 速度分布函数 BOLTZMANN方程
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采用RNG紊流模型计算静止环境中圆形负浮力射流 被引量:10
8
作者 杨中华 槐文信 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期760-764,共5页
基于RNG方法的k ε湍流模型,运用混合有限分析算法对静止环境中圆形负浮力射流进行数值模拟。从射流的最大入侵高度、流速矢量图、温度等值线、湍动能等值线、横断面上的流速和温度分布以及轴线上温度变化等方面与有效的试验资料进行了... 基于RNG方法的k ε湍流模型,运用混合有限分析算法对静止环境中圆形负浮力射流进行数值模拟。从射流的最大入侵高度、流速矢量图、温度等值线、湍动能等值线、横断面上的流速和温度分布以及轴线上温度变化等方面与有效的试验资料进行了较为全面的对比验证。两者的良好吻合表明,基于RNG方法的紊流模型和混合有限分析法的结合能较好地模拟变密度流动。 展开更多
关键词 负浮力射流 紊流 计算机模拟 RNG紊流模型 混合有限分析法
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紊流模型模拟分析旋转对提拉大直径单晶硅的影响 被引量:3
9
作者 宇慧平 隋允康 +2 位作者 张峰翊 常新安 安国平 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期835-840,共6页
本文采用紊流模型对提拉大直径单晶硅时,对晶体旋转、坩埚旋转及二者共同作用三种情况下,熔体内的流线、等温线、氧的浓度分布、紊流粘性系数、紊动能等作了数值模拟,发现晶体的旋转能提高氧的径向均匀性,紊流粘性系数和紊动能随着坩埚... 本文采用紊流模型对提拉大直径单晶硅时,对晶体旋转、坩埚旋转及二者共同作用三种情况下,熔体内的流线、等温线、氧的浓度分布、紊流粘性系数、紊动能等作了数值模拟,发现晶体的旋转能提高氧的径向均匀性,紊流粘性系数和紊动能随着坩埚转速的提高先增加后下降。晶体坩埚同时旋转时并不能有效降低紊流粘性系数,但能使子午面上的流动受到抑制,等温线更为平坦,有利于晶体生长。 展开更多
关键词 紊流模型 模拟分析 晶体旋转 提拉法 单晶硅 坩埚旋转
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基于紊流随机理论的航槽三维流动数学模型 被引量:3
10
作者 杨向华 陆永军 邵学军 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2003年第2期38-44,共7页
根据窦国仁的紊流随机理论,建立了一种模拟河口海岸水域中航槽三维流动的数学模型。采用控制体积法导出三维偏微分方程的离散格式;将水压力分解为动水压力和静水压力,用Patankar和Spalding提出的压力校正法求解动水压力,通过求解水位控... 根据窦国仁的紊流随机理论,建立了一种模拟河口海岸水域中航槽三维流动的数学模型。采用控制体积法导出三维偏微分方程的离散格式;将水压力分解为动水压力和静水压力,用Patankar和Spalding提出的压力校正法求解动水压力,通过求解水位控制方程来得到自由表面;紊流模型采用窦国仁提出的紊流随机理论,克服了k-ε模型中采用各向同性紊动粘滞系数的不足,而k-ε模型可作为紊流随机理论的一个特例。该模型计算了各种不同挖深比,各种航槽与水流交角的航槽流速分布,利用该模型计算得到的挖槽中的流速分布与水槽及水池试验资料相吻合。利用该模型可为开敞水域中开挖航槽的选择提供依据。 展开更多
关键词 紊流随机理论 航槽 三维数学模型 各项异性紊流模型
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风对建筑绕流数值模拟的一种扩展k-ε紊流模型 被引量:3
11
作者 陈水福 孙炳楠 唐锦春 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1998年第1期88-94,共7页
本文假设对于近似均匀的高雷诺数流动风,雷诺应力仅与平均速度梯度及两个独立的紊流尺度参量k,ε有·关运用量纲分析和张量的Cayley_Hamilton定理,发展了一种新的紊流封闭模型:扩展k_ε模型·利用均匀剪... 本文假设对于近似均匀的高雷诺数流动风,雷诺应力仅与平均速度梯度及两个独立的紊流尺度参量k,ε有·关运用量纲分析和张量的Cayley_Hamilton定理,发展了一种新的紊流封闭模型:扩展k_ε模型·利用均匀剪切紊流风洞试验数据确定了该模型的系数,并在模型的组成以及对雷诺正应力的预测上与标准k_ε模型作了比较·采用该新的模型对一正方形截面高层建筑周围的流动风进行了数值模拟。 展开更多
关键词 紊流模型 雷诺应力 数值模拟 绕流 建筑物
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基于紊流模型的可控叶片减振器阻尼特性参数识别 被引量:4
12
作者 王文瑞 闫晓强 顾亮 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期8-13,共6页
通过对可控阻尼叶片减振器结构分析,建立基于紊流模型可控叶片减振器流量阻尼特性模型,模拟减振器内部流场结构,采用试验参数识别的方法确定模型参数,分析不同温度下减振器的阻尼特性。阐明了减振器在高温高速作用下,阻尼特性采用紊流... 通过对可控阻尼叶片减振器结构分析,建立基于紊流模型可控叶片减振器流量阻尼特性模型,模拟减振器内部流场结构,采用试验参数识别的方法确定模型参数,分析不同温度下减振器的阻尼特性。阐明了减振器在高温高速作用下,阻尼特性采用紊流模型综合流量参数研究的方法更为准确。最后通过仿真分析与试验结果的一致性对比,验证了所提方法的可行性和准确性。这种基于试验的参数识别方法具有普遍性,识别出的参数不仅具有数学理论推导的含意,还具备明确的物理意义,并且适用性强。 展开更多
关键词 可控叶片减振器 紊流模型 阻尼特性 参数识别 温衰特性
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高坝水力学中紊流数学模型的应用及改进(Ⅱ) 被引量:4
13
作者 戴会超 许唯临 +1 位作者 高季章 王玲玲 《水电能源科学》 2007年第4期54-57,共4页
介绍了采用紊流模型和有限体积方法,通过数值模拟解决几类典型的高坝水力学问题:(1)水垫塘三元典型流态模拟、水垫塘水体消能分区;(2)具有未知底边界的冲刷坑水流模拟;(3)洞塞消能、竖井旋流式消能和龙抬头式泄洪洞反弧段的流场模拟;(4... 介绍了采用紊流模型和有限体积方法,通过数值模拟解决几类典型的高坝水力学问题:(1)水垫塘三元典型流态模拟、水垫塘水体消能分区;(2)具有未知底边界的冲刷坑水流模拟;(3)洞塞消能、竖井旋流式消能和龙抬头式泄洪洞反弧段的流场模拟;(4)掺气挑坎形成的高紊动掺气水流的流场模拟。这些问题来源于实际工程,成果也已应用于工程设计中。 展开更多
关键词 高坝水力学 紊流数学模型 数值方法 改进 综述
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LDA和K-ε紊流模型研究液压集成块流场 被引量:4
14
作者 胡国清 张光函 吴持恭 《成都科技大学学报》 EI CAS CSCD 1996年第1期64-71,共8页
液压元件集成化后,从流场分布的机理研究液压阀的节能显特别重要。通常情况下,液压阀流道的公称直径(6mm~20mm)比较小,故采用传统的测量仪器不可能测量出流场的分布.本文利用激光多谱勒测速仪(LDA)成功地解决了这个... 液压元件集成化后,从流场分布的机理研究液压阀的节能显特别重要。通常情况下,液压阀流道的公称直径(6mm~20mm)比较小,故采用传统的测量仪器不可能测量出流场的分布.本文利用激光多谱勒测速仪(LDA)成功地解决了这个问题;另一方面,传统的研究方法只能研究总的能量损失,要从流场分布的机理研究流道内的能量损失,也是非常困难的.作者利用本文的K-ε紊流模型成功地解决了这个问题.从实验数据和数值模拟两个方面提出了优化流道的设计方案。在计算复杂流场时,作者提出了一种对复杂流场计算收敛性非常有效的线性分割迭加法(LSA)。 展开更多
关键词 液压集成块 流场分布 K-ε紊流模型 液压阀 LDA
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基于k-ε紊流模型的后台阶流流动特性研究 被引量:3
15
作者 肖潇 樊新建 吴时强 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2013年第3期25-31,共7页
后台阶流是几何结构简单而流态复杂的流动现象.采用二维k-ε紊流模型对后台阶水流流动进行数值模拟,并结合PIV系统测得的雷诺数,对Re=500~50 000范围的台阶后定常流动流场数据进行对比分析研究.结果表明流场结构存在稳定的回流区,回流... 后台阶流是几何结构简单而流态复杂的流动现象.采用二维k-ε紊流模型对后台阶水流流动进行数值模拟,并结合PIV系统测得的雷诺数,对Re=500~50 000范围的台阶后定常流动流场数据进行对比分析研究.结果表明流场结构存在稳定的回流区,回流区长度随着Re的增大先急速上升,然后又急速下降,最后缓慢回升直至稳定.断面速度受回流区影响较大,峰值随断面的往下游推移逐渐减小,随Re的增加,断面速度也缓慢减小.压力、紊动能的分布也受到回流区的影响,其中紊动能在低雷诺数情况下受回流区的影响较小. 展开更多
关键词 PIV 后台阶流 K-ε紊流模型 雷诺数
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适用于浸入边界法的大涡模拟紊流壁面模型 被引量:6
16
作者 及春宁 黄继露 肖忠 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期828-833,共6页
基于近壁定常剪切应力假设,提出了一种新的适用于浸入边界法的大涡模拟紊流壁面模型。通过引入壁面滑移速度,修正了线性速度剖面计算得到的壁面剪切应力,使之满足Werner-Wengle模型。将其应用于平板紊流和高Re数圆管紊流的数值模拟,对... 基于近壁定常剪切应力假设,提出了一种新的适用于浸入边界法的大涡模拟紊流壁面模型。通过引入壁面滑移速度,修正了线性速度剖面计算得到的壁面剪切应力,使之满足Werner-Wengle模型。将其应用于平板紊流和高Re数圆管紊流的数值模拟,对比采用和不采用壁面模型的结果得知,采用此模型的速度剖面与实验值吻合良好,验证了此模型的有效性。研究了不同欧拉/拉格朗日网格相对位置对结果的影响,证明了此模型具有较好的鲁棒性,以及可根据局部流动状态和网格精度自动开闭的特点。 展开更多
关键词 紊流壁面模型 浸入边界法 大涡模拟
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通度系数法在紊流模型中的应用 被引量:4
17
作者 戴会超 金忠青 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 1993年第6期41-46,共6页
本文在有限体积法和SIMPLE算法中引入通度系数的慨念,处理计算区域的不规则边界问题.并把通度系数的概念引入到k-e紊流模型中,推导了考虑通度系数的二维有限体积法的数值离散格式,计算了丁坝绕流及岔管水流两个工程实例.计算结果能真实... 本文在有限体积法和SIMPLE算法中引入通度系数的慨念,处理计算区域的不规则边界问题.并把通度系数的概念引入到k-e紊流模型中,推导了考虑通度系数的二维有限体积法的数值离散格式,计算了丁坝绕流及岔管水流两个工程实例.计算结果能真实地模拟丁坝绕流及岔管水流的流动规律,同时表明用通度系数法处理各类不规则边界问题是行之有效的,可以补救有限差分法和有限体积法处理不规则问题的缺陷. 展开更多
关键词 水流数值模拟 通度系数 紊流模型
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两种紊流模型在密度分层流中的比较研究 被引量:2
18
作者 张卓 孔俊 刘春锋 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期137-147,共11页
通过3组理想化数值实验,比较近海区域最常用的2种紊流模型MY(Mellor,Yamada)模型和k-ε模型在模拟密度分层流的差异,前2组突出风和底切应力对水流紊动的作用,后一组突出潮流的作用,模拟结果显示2种紊流模型在模拟密度分层流时,都能反映... 通过3组理想化数值实验,比较近海区域最常用的2种紊流模型MY(Mellor,Yamada)模型和k-ε模型在模拟密度分层流的差异,前2组突出风和底切应力对水流紊动的作用,后一组突出潮流的作用,模拟结果显示2种紊流模型在模拟密度分层流时,都能反映出密度分层对垂向紊动扩散的抑制作用,这是通过双方程中浮力项来体现的,相比之下,MY模型的浮力项在峰值处稍大一些。但由于浮力项数值较小,不是引起两种模型垂向涡粘系数差异的主要原因。粘性耗散项的差异才是造成两种紊流模型模拟结果差异的主因:MY模型的粘性耗散在峰值处比k-ε模型稍小,因此MY模型模拟结果的紊动扩散作用要强于k-ε模型。 展开更多
关键词 MY模型 k-ε模型 分层流 紊流模型 垂向涡粘系数
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几种紊流模型在底坎紊流分离流计算中的对比 被引量:3
19
作者 鲁俊 王玲玲 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期255-260,共6页
利用标准模型κ-ε、重整群κ-ε模型和v2f三种不同的紊流模型,在同位网格系统基础上,采用了有限控制体积离散方程,数值模拟了底坎所形成紊流分离流。计算结果表明,所选用的3种模型虽大致都能模拟出底坎分离流的流动特性,如前后角涡、... 利用标准模型κ-ε、重整群κ-ε模型和v2f三种不同的紊流模型,在同位网格系统基础上,采用了有限控制体积离散方程,数值模拟了底坎所形成紊流分离流。计算结果表明,所选用的3种模型虽大致都能模拟出底坎分离流的流动特性,如前后角涡、回流型态等,但在主涡心位置、回流长度、水头损失和流速分布等方面3种模型计算结果有所差异,其中v2f模型所计算的结果同试验和大涡模拟的结果值更趋一致。结果表明,v2f模型具有更精确模拟底坎所形成的紊流分离流方面的优势。 展开更多
关键词 底坎 紊流模型 数值模拟 回流长度 主涡心位置 紊流分离流
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四种紊流模型模拟弯道水流精度的对比分析 被引量:2
20
作者 吴华莉 张小峰 +1 位作者 金中武 陈翠霞 《深圳大学学报(理工版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期506-514,共9页
采用标准k-ε模型、RNG k-ε模型、可实现k-ε模型和Reynolds应力模型等4种经典的紊流模型,以连续弯道水流为对象进行数值模拟.根据水槽试验资料,从弯道水流纵比降、横比降及纵向流速分布等方面,对比分析了4种模型模拟结果的精度.认为Re... 采用标准k-ε模型、RNG k-ε模型、可实现k-ε模型和Reynolds应力模型等4种经典的紊流模型,以连续弯道水流为对象进行数值模拟.根据水槽试验资料,从弯道水流纵比降、横比降及纵向流速分布等方面,对比分析了4种模型模拟结果的精度.认为Reynolds应力模型能更好地再现弯道中复杂的三维紊流特征,具有较高的精度,模拟结果优于标准k-ε模型、RNG k-ε模型和可实现k-ε模型.以单弯道水流为对象,从沿程水面线、纵向流速沿垂线分布、紊动能沿水深分布及环流强度分布特性等方面,检验了Reynolds应力模型的精度.发现在模拟岸边界变化引起的二次流现象时,Fluent软件中的Reynolds应力模型效果优于其他3种紊流模型. 展开更多
关键词 水利工程 紊流模型 弯道水流 数值模拟 水面线 流速分布 紊动能 环流强度
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