一种新的非线性K-ε两方程湍流模型 被引量：1

1

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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带有剪切应力输运性质的k-ε两方程湍流模型构造与应用 被引量：3

2

作者 王伟 张扬 陈利丽 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期419-425,共7页

由于传统的壁面衰减函数峰值并不考虑雷诺数的变化,因此仅能在特定的雷诺数下还原边界层的近壁衰减效应。为了改善这个缺陷,一个结合不同湍流雷诺数的因子被引入壁面衰减函数,从而使其峰值对雷诺数的变化能够合理感知。另外,基于DNS数据... 由于传统的壁面衰减函数峰值并不考虑雷诺数的变化,因此仅能在特定的雷诺数下还原边界层的近壁衰减效应。为了改善这个缺陷,一个结合不同湍流雷诺数的因子被引入壁面衰减函数,从而使其峰值对雷诺数的变化能够合理感知。另外,基于DNS数据,将Bradshaw假设中的常数进行了重新标定,引入平滑的湍涡黏性系数切换函数,最终形成了一个带有剪切应力输运性质的k-ε两方程湍流模型。通过平板、翼型、二维鼓包以及翼身组合体进行了校验,结果显示新模型的精度较高,具有一定的工程实用价值。 展开更多

关键词 湍流模型 两方程模型 低雷诺数湍流模型 翼型

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k-ω SST两方程湍流模型中参数影响的初步分析 被引量：91

3

作者 周宇 钱炜祺 +1 位作者 邓有奇 马明生 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期213-217,共5页

Menter的k-ωSST两方程湍流模型在流体力学计算中有良好表现。利用均匀试验设计方法对k-ωSST模型中八个参数在小攻角亚声速、跨声速和大攻角三种典型的翼型绕流流场计算中的影响规律进行了分析。分析结果表明在附着流中参数a1是对流场... Menter的k-ωSST两方程湍流模型在流体力学计算中有良好表现。利用均匀试验设计方法对k-ωSST模型中八个参数在小攻角亚声速、跨声速和大攻角三种典型的翼型绕流流场计算中的影响规律进行了分析。分析结果表明在附着流中参数a1是对流场的影响最大的参数;而在分离流中,参数a1对流场的影响与湍流产生与耗散等项的作用相当,模型中的四个参数:σω2、β2、β*和a1的取值都会对计算结果有较大的影响。 展开更多

关键词 k-ω SST两方程湍流模型 翼型 均匀试验设计

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基于新的描述湍流耗散方程的k-ζ两方程湍流模型的数值算法研究 被引量：6

4

作者 张强 杨永 李喜乐 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期466-470,共5页

对Navier-Stokes方程进行雷诺平均后出现的各关联项建模,通过新的描述湍流脉动耗散的变量构造耗散方程,建立k-ζ两方程湍流模型,研究了k-ζ两方程湍流模型的数值求解方法。通过求解有限体积法离散的RANS流动控制方程,数值模拟了平板,翼... 对Navier-Stokes方程进行雷诺平均后出现的各关联项建模,通过新的描述湍流脉动耗散的变量构造耗散方程,建立k-ζ两方程湍流模型,研究了k-ζ两方程湍流模型的数值求解方法。通过求解有限体积法离散的RANS流动控制方程,数值模拟了平板,翼型,机翼等不同湍流流场,并与理论解、实验值及SSTk-ω模型进行比较,全面考察了k-ζ两方程湍流模型在湍流流场计算中的准确性及适用性。数值计算表明,通过建立新的耗散方程研究湍流的方法是可行的,目前的k-ζ两方程湍流模型具有良好的数值稳定性,并且计算结果要优于或者至少与传统的两方程模型精度相当。 展开更多

关键词 NAVIER-STOKES方程 雷诺平均 k-ζ两方程湍流模型

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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

5

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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k-kL两方程湍流模型的改进及验证研究

6

作者 李广佳 李喜乐 +2 位作者 张强 郝海兵 李典 《航空工程进展》 CSCD 2016年第2期209-215,共7页

提高湍流数值模拟的准确性,从而明确湍流模型对数值模拟结果的影响具有重要的意义,应用K.S.Abdol-Hamid给出的尺度自适应k-kL两方程模型封闭RANS方程,并修改von Karman长度尺度的限制方法,通过平板、翼型、后台阶等流动的模拟,考察k-kL... 提高湍流数值模拟的准确性,从而明确湍流模型对数值模拟结果的影响具有重要的意义,应用K.S.Abdol-Hamid给出的尺度自适应k-kL两方程模型封闭RANS方程,并修改von Karman长度尺度的限制方法,通过平板、翼型、后台阶等流动的模拟,考察k-kL模型在湍流模拟中的准确性,及其反映主要流动特征的能力和网格收敛性,并对影响流动模拟准确性的因素进行讨论。结果表明:改进长度尺度限制之后的k-kL两方程模型无论是对附着流动还是分离流动都可以给出比较准确的结果。 展开更多

关键词 k-kL两方程湍流模型 RANS von Karman长度尺度

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密相液固两相湍流K-ε-T模型及其在管道两相流中的应用 被引量：11

7

作者 魏进家 胡春波 +1 位作者 姜培正 刘宇陆 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2000年第5期468-476,共9页

为了准确预测密相液固两相湍流流动 ,建立了 K_ε_T模型 ,推导了控制方程组·　利用该模型对竖直上升管中的密相液固两相流动进行了数值模拟 。

关键词 密相 液固两相流 湍流 管道 k-ε-T模型

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SST k-ω-k_p两相湍流模型及其在湿蒸汽凝结流动数值模拟中的应用 被引量：3

8

作者 吴晓明 李国君 +1 位作者 丰镇平 李亮 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期526-529,584,共5页

首先,建立了湿蒸汽凝结流动的双流体模型,考虑了湿蒸汽两相流动中相间的速度滑移、耦合以及湍流扩散作用的影响．然后,针对蒸汽透平叶栅中流动的湍流特性,在单相湍流计算中数值模拟精度相对良好的两方程SST k-ω湍流模型基础上,参照颗... 首先,建立了湿蒸汽凝结流动的双流体模型,考虑了湿蒸汽两相流动中相间的速度滑移、耦合以及湍流扩散作用的影响．然后,针对蒸汽透平叶栅中流动的湍流特性,在单相湍流计算中数值模拟精度相对良好的两方程SST k-ω湍流模型基础上,参照颗粒湍能输运方程理论,推导建立了SST k-ω-k_p湿蒸汽两相流动湍流模型,模型中引入了液相黏性、导热及扩散系数等拟流体概念．对二维叶栅中存在自发凝结的湿蒸汽流动进行的数值模拟表明:建立的数值模型表现良好,明显优于单流体模型,特别是吸力面的压力分布模拟精度有很大提高,具有较高的精确性和可靠性．由于实验数据的匮乏,数值模拟中发现的汽液两相的动力特性以及液相的参数分布有待于进一步的实验来验证． 展开更多

关键词 SST k-ω-kp 两相湍流模型 湿蒸汽 凝结流动 数值模拟

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荷电流体k-ε双方程湍流模型的建立 被引量：2

9

作者 王军锋 陈燕 +1 位作者 沙毅 罗惕乾 《排灌机械》 2003年第5期43-45,共3页

由于电场和流场的脉动耦合,荷电流体的湍流运动十分复杂。在建立瞬态荷电流体微分方程的基础上,采用周培源的湍流模式理论,推导了荷电流体的单相K-ε模型方程,该模型方程考虑了电场和流场湍流脉动的耦合作用,为建立荷电颗粒拟流体的多... 由于电场和流场的脉动耦合,荷电流体的湍流运动十分复杂。在建立瞬态荷电流体微分方程的基础上,采用周培源的湍流模式理论,推导了荷电流体的单相K-ε模型方程,该模型方程考虑了电场和流场湍流脉动的耦合作用,为建立荷电颗粒拟流体的多相湍流模型奠定了基础。 展开更多

关键词 荷电流体 k-ε双方程模型 瞬时微分方程 湍流 电场 流场 时均化处理

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两方程湍流模型混合隐式迭代/解析算法研究 被引量：1

10

作者 胡海洋 白鹏 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期646-652,共7页

采用通量修正二阶TVD格式和混合隐式时间推进/解析算法求解κ-ε湍流模型的输运方程以克服其计算刚性.通过过膨胀状态下轴对称喷管内流场、带圆转方型面二元喷管内外流场两个算例,验证了其配合改进的多重网格算法对计算效率的提高.计算... 采用通量修正二阶TVD格式和混合隐式时间推进/解析算法求解κ-ε湍流模型的输运方程以克服其计算刚性.通过过膨胀状态下轴对称喷管内流场、带圆转方型面二元喷管内外流场两个算例,验证了其配合改进的多重网格算法对计算效率的提高.计算结果与试验数据进行了对比. 展开更多

关键词 两方程湍流模型 刚性 多重网格 数值模拟 二元喷管

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两相湍浮力分层流k-ε模型

11

作者 王亚玲 沈永明 孙昭晨 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1999年第3期455-459,共5页

将研究精细的两相湍浮力分层流预报模型作为目标，广泛地涉及了两相湍浮力分层流精细模拟的理论和方法．以通用的ｋ－ε湍流模型为基础，考虑了浮力对紊动的影响，建立了两相湍浮力分层流的ｋ－ε模型，对存在速度和密度分层的湍浮力流... 将研究精细的两相湍浮力分层流预报模型作为目标，广泛地涉及了两相湍浮力分层流精细模拟的理论和方法．以通用的ｋ－ε湍流模型为基础，考虑了浮力对紊动的影响，建立了两相湍浮力分层流的ｋ－ε模型，对存在速度和密度分层的湍浮力流动进行了数值模拟．计算结果正确地反映了分层及紊动特征。 展开更多

关键词 分层流体 湍流 k-ε模型 浮力流 两相流 河口

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零方程模型用于空调通风房间气流组织数值模拟的研究 被引量：43

12

作者 陈晓春 朱颖心 王元 《暖通空调》 北大核心 2006年第8期19-24,共6页

为了对Chen提出的零方程模型进行评价,研究了三种典型的空调通风房间气流组织工况(强迫对流、混合对流和自然对流),同时采用Prandtl的混合长度理论和双方程K-ε湍流模型的计算结果作为比较。研究表明,总体来说Prandtl的混合长度理论能... 为了对Chen提出的零方程模型进行评价,研究了三种典型的空调通风房间气流组织工况(强迫对流、混合对流和自然对流),同时采用Prandtl的混合长度理论和双方程K-ε湍流模型的计算结果作为比较。研究表明,总体来说Prandtl的混合长度理论能够获得比Chen的零方程模型更好的结果;从这两种零方程模型的构造分析,Prandtl混合长度理论较为合理,但Chen的零方程模型更容易收敛。相对于双方程K-ε湍流模型,零方程模型仍属于低级模型,计算精度有限,但它能极大地节约计算资源。 展开更多

关键词 零方程模型 空调通风 气流组织 混合长度理论 双方程k-ε湍流模型

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水沙两相流ASM模型在浑水异重流计算中的应用及模型试验研究 被引量：8

13

作者 李永 李嘉 安瑞冬 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期102-108,共7页

挟沙水流与清水相遇时,由于前者的密度比后者大,在条件合适的时候,挟沙水流就会潜入清水底部继续向前流动,形成浑水异重流,是泥沙运动的一种特殊形式,特别是在水库的泥沙设计及运行排沙方面需要进行深入的研究。基于水沙两相流理论,将... 挟沙水流与清水相遇时,由于前者的密度比后者大,在条件合适的时候,挟沙水流就会潜入清水底部继续向前流动,形成浑水异重流,是泥沙运动的一种特殊形式,特别是在水库的泥沙设计及运行排沙方面需要进行深入的研究。基于水沙两相流理论,将含沙浑水作为一相均匀流体处理,引入相间滑移速度的概念,建立混合相连续方程、动量方程、第二相的体积分数方程和相间相对速度方程的ASM(Algebraic Slip Mixture)两相流模型,并耦合求解水动力学计算的标准k-ε方程组。还介绍了针对异重流研究设计的多相流试验水槽及模型试验方法,对ASM模型计算的结果进行试验验证并分析模型适用条件。结果表明:该模型可以对异重流潜入,前锋形态及推进速度进行有效模拟;对Re数大于2000及含沙量高于1 kg/m3的异重流条件可以进行较精确的模拟。研究为深入了解水库、湖泊及河流入海口水沙异重流问题提供了新的途径。 展开更多

关键词 异重流 水沙两相流 相间滑移 ASM模型 标准k-ε方程组

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湍流模型源项的数值处理方法对计算结果的影响研究 被引量：3

14

作者 王翔宇 李栋 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2014年第6期868-873,共6页

涡粘性湍流模型广泛应用于各种工程湍流问题的计算。对于大多数湍流模型,在湍流控制方程的右端会出现源项,其刚性给数值计算带来很大的影响。从源项的物理意义出发分析了源项导致求解困难的原因,并在通用的求解湍流模型方程的点隐法基础... 涡粘性湍流模型广泛应用于各种工程湍流问题的计算。对于大多数湍流模型,在湍流控制方程的右端会出现源项,其刚性给数值计算带来很大的影响。从源项的物理意义出发分析了源项导致求解困难的原因,并在通用的求解湍流模型方程的点隐法基础上,以源项弱刚性的S-A湍流模型和源项强刚性的k-ωSST湍流模型为例,论述了生成项和耗散项之间的平衡关系对数值模拟的重要意义,给出了针对不同源项的具体处理方法。对RAE2882翼型跨声速流动算例的模拟结果表明,这些处理方法有效的提高了控制方程组的计算稳定性。 展开更多

关键词 NS 方程 源项 刚性 S-A 湍流模型 k-ω SST 数值模拟

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旋风分离器内湍流模型的研究与发展 被引量：10

15

作者 龚智立 马贵阳 郑平 《重庆科技学院学报（自然科学版）》 CAS 2006年第3期70-73,79,共5页

旋风分离器内部进行的是两相流运动,是气相和固体颗粒相的分离过程,而固体颗粒的运动在很大程度上取决于分离器内湍流的运动。对湍流及其模型的研究具有十分重要的意义。在综述旋风分离器内湍流模型和数值模拟相关理论研究进展的基础上... 旋风分离器内部进行的是两相流运动,是气相和固体颗粒相的分离过程,而固体颗粒的运动在很大程度上取决于分离器内湍流的运动。对湍流及其模型的研究具有十分重要的意义。在综述旋风分离器内湍流模型和数值模拟相关理论研究进展的基础上,着重分析了k-ε双方程模型和雷诺应力模型在旋风分离器流场预测方面的进步和不足,并展望今后湍流模型的发展趋势。 展开更多

关键词 旋风分离器 湍流 数值模拟 雷诺应力模型 k-ε方程模型

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基于湍流模型的转捩预测方法研究

16

作者 曹旭 詹浩 叶正寅 《航空计算技术》 2008年第3期39-41,共3页

阻力的精确计算,一直是低雷诺数飞行器设计的关键。而与附面层分离和转捩相关的摩擦阻力的精确计算则是此类飞行器阻力精确计算的关键。因此,开展了基于湍流模型的转捩预测方法的研究,应用几种湍流模型对平板边界层进行计算分析,研究各... 阻力的精确计算,一直是低雷诺数飞行器设计的关键。而与附面层分离和转捩相关的摩擦阻力的精确计算则是此类飞行器阻力精确计算的关键。因此,开展了基于湍流模型的转捩预测方法的研究,应用几种湍流模型对平板边界层进行计算分析,研究各湍流模型预测流动转捩的能力。由于各模型对扰动的过于敏感,引起转捩提前发生,使预测与实验差距较大,由于k-ωSST两方程湍流模型预测能力优于其它模型,在此模型基础上引入了间隙函数进行粘性系数修正,对平板和NACA 0012翼型的转捩重新进行了预测,计算结果表明改进后的模型对转捩位置具有较好预测能力。 展开更多

关键词 转捩 湍流模型 k-ωSST两方程湍流模型 附面层

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K-ε模型在油气混输管线中的应用

17

作者 李卓 王树立 《管道技术与设备》 CAS 2002年第5期4-6,共3页

在石油开采和输送过程中 ,合理利用两相混输技术可降低开采费用。由于混输管路流动状态很复杂 ,还没有经实践检验的精度较高的计算公式 ,而应用湍流数值模拟计算可合理解决这一问题。本文采用基于局部瞬时特性的拟流体两相湍流模型方程 ... 在石油开采和输送过程中 ,合理利用两相混输技术可降低开采费用。由于混输管路流动状态很复杂 ,还没有经实践检验的精度较高的计算公式 ,而应用湍流数值模拟计算可合理解决这一问题。本文采用基于局部瞬时特性的拟流体两相湍流模型方程 ,考虑了相间曳力 ,虚质量力 ,升力等相间相互作用力的影响 ,对水平管路两相湍流流动包括水—气两相、油—气两相分别进行计算 ,采用IPSA(多相流流体模拟 )计算方法将动量方程及K ε方程离散成代数方程进行求解 ,模拟结果与实验结果作了对比分析 ,得到满意的结果。 展开更多

关键词 k-ε模型 油气混输管线 湍流 k-ε方程

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一种基于湍流模式的转捩预测方法 被引量：6

18

作者 钱炜祺 詹浩 +1 位作者 白俊强 牟斌 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期502-507,共6页

通过对平板边界层进行计算分析,基于湍流模式来预测流动转捩是可行的,但预测出的转捩位置不准,比实际情况靠前。因此,本文从转捩流动的物理特征出发对湍流模式中的混合尺度作出了修正,提出了一种考虑间歇函数影响的k-ωSST两方程湍流模... 通过对平板边界层进行计算分析,基于湍流模式来预测流动转捩是可行的,但预测出的转捩位置不准,比实际情况靠前。因此,本文从转捩流动的物理特征出发对湍流模式中的混合尺度作出了修正,提出了一种考虑间歇函数影响的k-ωSST两方程湍流模式。采用该模式来对平板湍流边界层和不同攻角下的NACA0012翼型绕流进行了转捩预测,计算结果表明,改进后的模式对转捩位置具有较好的预测能力。 展开更多

关键词 转捩 k-ω SST两方程湍流模式 平板边界层 翼型

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基于混合网格Navier-Stokes方程的并行隐式计算方法研究 被引量：11

19

作者 郑冠男 邓守春 +1 位作者 韩同来 杨国伟 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期211-218,323,共8页

针对结构网格很难处理复杂外形和非结构网格无法计算具有边界层的粘性流动的缺点,发展了基于混合网格格点的隐式算法,成功地解决了在工程应用中难于处理的复杂外形粘性流场计算和效率问题。同时针对大规模的工程问题,发展了基于MPI通信... 针对结构网格很难处理复杂外形和非结构网格无法计算具有边界层的粘性流动的缺点,发展了基于混合网格格点的隐式算法,成功地解决了在工程应用中难于处理的复杂外形粘性流场计算和效率问题。同时针对大规模的工程问题,发展了基于MPI通信技术的染色分层通讯并行计算方法。其中空间离散采用基于Roe格式发展的三阶迎风HLLEW(Harten-Lax-Van Leer-Einfeldt-Wada)或AUSM格式,湍流模型采用k??两方程湍流模型,时间推进考虑到LU-SGS并行等效较困难则采用基于DP-LUR(Data-Parallel Lower-Upper Relaxation)格式的隐式算法,计算CFL数可取到105量级,从2个到128个CPU的并行加速效率都保持在90%以上,大大提高了计算效率。算例对标模M6机翼模型流场进行计算,验证了方法的可靠性;然后对标模DLR-F6翼身组合体进行混合网格粘性与无粘计算结果进行比较,进一步验证混合网格方法;最后计算了DLR-WBNP外挂发动机翼身组合体模型,准确模拟了外挂和超临界机翼的相互干扰流动问题,采用4 CPU 16 CORE到24 CPU 96 CORE,2000步计算时间都不超过3小时。为民机跨声速气动弹性分析的计算效率提升提供了基本的数值模拟工具。 展开更多

关键词 混合网格 k-ω两方程湍流模型 DP-LUR隐式方法 MPI 染色分层通讯

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带有横向射流的三维超声速湍流流场分析 被引量：7

20

作者 孙得川 胡春波 蔡体敏 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期98-105,共8页

应用显式的五阶WENO格式 ,结合 k_ε湍流模型 ,求解三维Favre平均N_S方程 ,计算了从方孔横向喷出的声速气流与马赫数为 3 0的超声速气流的干扰流场·　结果表明 ,在射流上游 ,射流的阻碍使超声速气流产生分离 ,形成两个主要的回流区... 应用显式的五阶WENO格式 ,结合 k_ε湍流模型 ,求解三维Favre平均N_S方程 ,计算了从方孔横向喷出的声速气流与马赫数为 3 0的超声速气流的干扰流场·　结果表明 ,在射流上游 ,射流的阻碍使超声速气流产生分离 ,形成两个主要的回流区域 ,主回流导致在方孔射流两侧形成马蹄涡区域 ,射流下游存在低压区域 。 展开更多

关键词 射流 N-S方程 k-ω湍流模型 WENO格式 超音速湍流 流场分析

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