明渠中跌坎后突扩分离流数值研究 被引量：10

1

作者 刘沛清 邓学蓥 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第1期9-19,共11页

利用大涡模拟技术，对明渠中跌坎后的二维突扩分离流结构进行了数值模拟，探讨了这类典型分离流各特征区的流动性质，分析了再附区壁面上不同测点处脉动压力的统计特征，并与试验结果进行了比较．在数值模拟中，采用了弱压缩流的控制方... 利用大涡模拟技术，对明渠中跌坎后的二维突扩分离流结构进行了数值模拟，探讨了这类典型分离流各特征区的流动性质，分析了再附区壁面上不同测点处脉动压力的统计特征，并与试验结果进行了比较．在数值模拟中，采用了弱压缩流的控制方程和非均匀网格系统． 展开更多

关键词 大涡模拟 分离流 跌坎 明渠流 数值模拟

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后台阶流动再附着过程的大涡模拟研究 被引量：9

2

作者 王兵 张会强 +2 位作者 王希麟 郭印诚 林文漪 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期17-20,共4页

应用自主开发的大涡模拟程序数值模拟研究了后台阶流动中再附着过程的演变。在流动几何参数不变情况下 ,给出了再附长度随雷诺数的变化规律 ,并与实验进行了比较 ,二者相符得比较好。在此基础上 ,给出了三种典型雷诺数下 ,后台阶流动的... 应用自主开发的大涡模拟程序数值模拟研究了后台阶流动中再附着过程的演变。在流动几何参数不变情况下 ,给出了再附长度随雷诺数的变化规律 ,并与实验进行了比较 ,二者相符得比较好。在此基础上 ,给出了三种典型雷诺数下 ,后台阶流动的回流区特征。在湍流情况下 ,研究了突扩比对再附长度的影响 ,与实验结果吻合的比较好。详细讨论了湍流情况下大涡拟序结构的瞬时再附着过程。 展开更多

关键词 再附长度 大涡模拟 后台阶流动

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颗粒在大涡结构中的弥散 被引量：11

3

作者 王兵 张会强 王希麟 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期105-109,共5页

气相采朋大涡模拟方法，颗粒相采用轨道模型研究了三维后台阶气粒两相湍流流动的大尺度涡结构的瞬时演变过程以及颗粒的瞬时弥散规律．比较了不同入流速度的颗粒在大涡结构中的瞬时弥散特性，尤其研究了高速释放大颗粒的弥散特性．三维... 气相采朋大涡模拟方法，颗粒相采用轨道模型研究了三维后台阶气粒两相湍流流动的大尺度涡结构的瞬时演变过程以及颗粒的瞬时弥散规律．比较了不同入流速度的颗粒在大涡结构中的瞬时弥散特性，尤其研究了高速释放大颗粒的弥散特性．三维流动中大尺度涡结构具有明显的脱离、发展、合并和破碎过程．小颗粒的分布受大涡结构的控制，其空间的弥散过程与流体大涡结构的空间发展相一致，但是由于三维流动中大涡边缘和中心区的压力差，颗粒在大尺度涡的边缘出现密集．而大颗粒在流场中的分布受其惯性控制，对气相的涡结构不敏感．高速释放到流场中的大颗粒受惯性影响最大，保持在其原有动量方向上运动． 展开更多

关键词 颗粒弥散 瞬时特性 大涡模拟 轨道模型 后台阶流动 湍流 多相流动

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均匀吸气控制下后台阶流动的数值模拟 被引量：4

4

作者 郑朝荣 张耀春 +1 位作者 张建胜 张文元 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期23-27,共5页

为检验本文数值方法及其求解策略模拟均匀吸气控制下钝体绕流的可行性,分别采用基于LES(large eddy simulation)方法的DKEM(dynamic kinetic energy subgrid-scale model)模型和基于RANS(ReynoldsAveraged Navier-Stokes)方法的SST(shea... 为检验本文数值方法及其求解策略模拟均匀吸气控制下钝体绕流的可行性,分别采用基于LES(large eddy simulation)方法的DKEM(dynamic kinetic energy subgrid-scale model)模型和基于RANS(ReynoldsAveraged Navier-Stokes)方法的SST(shear stress transport)k-ω模型对均匀吸气控制下三维后台阶(backward-facing step,BFS)的流动分离和再附进行了数值模拟.比较了数值模拟和实验所得的平均风压系数分布和再附长度,结果表明:LES方法在本文精细网格下能得到较精确的预测结果;不同流量系数CQ的吸气控制均能较显著地减小后台阶流动的环绕区范围和再附长度,改善台阶后的流场结构;随着CQ绝对值的增加,吸气控制效果逐渐显著. 展开更多

关键词 后台阶 吸气控制 数值模拟 流动分离 再附长度

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二维后向台阶层流传热特性的数值模拟 被引量：4

5

作者 仲敏波 谢纬安 +1 位作者 袁银男 喜冠南 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期397-402,共6页

建立了二维不可压缩后向台阶流动的数值模型，在Re=100—400内研究了雷诺数、台阶高度（S）、平板间高度（H）变化对台阶下游底面努塞尔数Nu分布的影响．结果表明：台阶扩张比ER一定，台阶下游上壁面出现次回流区后，舭分布曲线下降段... 建立了二维不可压缩后向台阶流动的数值模型，在Re=100—400内研究了雷诺数、台阶高度（S）、平板间高度（H）变化对台阶下游底面努塞尔数Nu分布的影响．结果表明：台阶扩张比ER一定，台阶下游上壁面出现次回流区后，舭分布曲线下降段的曲折点位置固定，增大Re能提高曲折点上游的№，但对曲折点下游Nu影响不大；保持S不变，减小H，ER由1．33增加到3．00，Nu的变化范围增大，峰值向上游移动；保持日不变，增大S，NuH变化分成2部分，ER由1．33增加到2．00，NuH峰值基本不变，位置向下游移动，ER由2．00增加到3．00，NuH峰值快速增加，位置基本不变． 展开更多

关键词 后向台阶 层流 传热特性 数值模拟 台阶高度 平板间高度

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基于小波分析后台阶流动中的湍动能能谱分布 被引量：3

6

作者 张斌 王彤 +1 位作者 谷传纲 戴正元 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1221-1225,共5页

利用小波分析良好的时频双局域性特点,对准周期性非定常流场的速度信号进行了多辨析研究.使用大涡模拟方法得到了后台阶流动的流场,借助正交离散小波变换将流场中各处的速度信号在不同频带上逐层分解.提出了以特征频带名义频率和特征频... 利用小波分析良好的时频双局域性特点,对准周期性非定常流场的速度信号进行了多辨析研究.使用大涡模拟方法得到了后台阶流动的流场,借助正交离散小波变换将流场中各处的速度信号在不同频带上逐层分解.提出了以特征频带名义频率和特征频带速度幅值作为描述流场各点处湍动能在不同频带上能谱分布的量化指标的新方法.以分析后台阶流动的脉动速度场为例,结果表明,所提出的方法可以为改进大涡模拟方法中的网格分布提供理论依据. 展开更多

关键词 小波分析 大涡模拟 湍动能能谱 后台阶流动

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合成射流后台阶分离流动控制的实验研究 被引量：2

7

作者 李斌斌 姚勇 +1 位作者 顾蕴松 程克明 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期53-60,共8页

具有边界层分离和再附的后台阶流动是工程中常见的一种复杂现象,研究后台阶绕流具有重要的理论意义和应用价值。后台阶流动包含了多种复杂的流动现象,如流动的转捩、分离、再附和非定常等流体力学基本问题。应用表面测压和粒子图像测速(... 具有边界层分离和再附的后台阶流动是工程中常见的一种复杂现象,研究后台阶绕流具有重要的理论意义和应用价值。后台阶流动包含了多种复杂的流动现象,如流动的转捩、分离、再附和非定常等流体力学基本问题。应用表面测压和粒子图像测速(PIV)对合成射流后台阶湍流分离流动控制进行了研究,通过分析后台阶壁面压力系数分布、瞬态旋涡流场结构以及时均流动结构,揭示了合成射流对后台阶再附点长度和回流区的分离流动控制机理。结果表明:在台阶前缘施加合成射流可有效减小回流区范围,回流区涡结构被施加的合成射流扰动"锁定"。在实验状态下,合成射流的动量系数越大,控制效果越好。从时均效果看,当合成射流的动量系数为0.771%时,可使再附点长度减小50%。 展开更多

关键词 合成射流 后台阶 流动控制 流动分离 回流区 再附点长度

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后向台阶层流分离剪切层特性研究 被引量：4

8

作者 兰世隆 王晋军 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第5期581-584,共4页

应用激光测速仪对后向台阶层流边界层分离产生的剪切层在再附前的发展进行了测量，得到了时均速度、湍流强度及剪切层厚度等的分布特性，并研究了来流湍流度对台阶后流场湍流强度分布及剪切层发展的影响．实验中发现台阶后有一个流速降... 应用激光测速仪对后向台阶层流边界层分离产生的剪切层在再附前的发展进行了测量，得到了时均速度、湍流强度及剪切层厚度等的分布特性，并研究了来流湍流度对台阶后流场湍流强度分布及剪切层发展的影响．实验中发现台阶后有一个流速降低的区域。 展开更多

关键词 层流 边界层 分离流动 剪切层 后向台阶

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等离子体控制下后台阶流动的数值模拟 被引量：4

9

作者 王靖宇 周申申 胡兴军 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2019年第2期56-61,共6页

为探究介质阻挡放电等离子体对流动分离的控制效果,应用Fluent软件对后台阶流动的分离和再附着进行数值模拟,并将结果与现有试验进行对比,验证仿真方法的准确性。在此基础上,在台阶后部施加等离子体仿真模型,观察其对后台阶流动分离的... 为探究介质阻挡放电等离子体对流动分离的控制效果,应用Fluent软件对后台阶流动的分离和再附着进行数值模拟,并将结果与现有试验进行对比,验证仿真方法的准确性。在此基础上,在台阶后部施加等离子体仿真模型,观察其对后台阶流动分离的控制效果。结果表明:等离子体流动控制能明显减小后台阶流动的再附着长度,且存在最佳控制位置;当来流风速为5 m/s时,可将再附着位置提前45. 27%;当来流风速增加时,等离子体的控制效果变弱;当增加激励电压时,控制效果增强。 展开更多

关键词 等离子体 后台阶流动 流动分离 再附着长度

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后台阶气固流动的双流体大涡模拟和二阶矩两相湍流模型的验证 被引量：2

10

作者 刘阳 周力行 +1 位作者 许春晓 胡瓅元 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期2485-2489,共5页

用基于气体Smagorinsky亚网格应力模型和颗粒动理学模型的双流体大涡模拟(LES)和统一二阶矩两相湍流模型的RANS模拟(USM-RANS),对后台阶气固流动进行了数值模拟。瞬态模拟结果给出各向异性两相湍流结构和颗粒弥散的发展过程。LES经过统... 用基于气体Smagorinsky亚网格应力模型和颗粒动理学模型的双流体大涡模拟(LES)和统一二阶矩两相湍流模型的RANS模拟(USM-RANS),对后台阶气固流动进行了数值模拟。瞬态模拟结果给出各向异性两相湍流结构和颗粒弥散的发展过程。LES经过统计平均得到的颗粒速度及颗粒均方根脉动速度和USM-RANS的模拟结果与实验结果的对照表明,两种模拟结果和实验结果在定量上吻合较好。因此USM模型基本上得到了LES的验证。但是在剪切流区域中,LES得到的颗粒-气体纵向脉动速度关联的峰值大于USM-RANS模拟的结果,这就表明LES和USM-RANS模拟还需要进一步验证和改进。 展开更多

关键词 后台阶流动 气固流动 大涡模拟 二阶矩两相湍流模型

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二维环空管道后台阶突扩流动特性数值模拟分析 被引量：2

11

作者 杨晓明 赵军 +3 位作者 徐建树 仲志刚 孙业志 胡寿根 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2010年第4期323-328,共6页

环空管道后台阶突扩流动是空气正循环钻井过程中十分重要的关键部分,直接决定了钻探岩屑是否能够顺利上返地面.该模型中对再附着过程的演变进行了大涡模拟(LES).指出在层流状态下主回流区长度随雷诺数Re的增加而增加;过渡流状态时出现... 环空管道后台阶突扩流动是空气正循环钻井过程中十分重要的关键部分,直接决定了钻探岩屑是否能够顺利上返地面.该模型中对再附着过程的演变进行了大涡模拟(LES).指出在层流状态下主回流区长度随雷诺数Re的增加而增加;过渡流状态时出现内壁二次回流区,角部二次回流区和外壁三次回流区;湍流状态时,随着角部二次回流和外壁三次回流的消失,外管内壁和内管外壁处出现大尺度涡;得出了台阶上游和下游较远处流场层流时为抛物线分布,湍流时近似为对数分布.在此基础上进一步研究了湍流情况下流场中大尺度涡结构的瞬时发展和演变过程,以期实现对湍流的有效控制,并为进一步研究气体钻井环空管道内颗粒和大涡的相互作用规律奠定基础. 展开更多

关键词 回流区 大涡模拟(LES) 后台阶突扩流动 环空管道

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台阶突扩三维粘性流动数值模拟 被引量：3

12

作者 吴时强 张瑞凯 丁道扬 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2002年第1期1-7,共7页

利用三维粘性流动数学模型 ,研究了台阶突扩流动的三维特性 .不同的雷诺数Re情况下 ,计算所得的流态、流速和压力分布与B .F .Amarly等的试验和计算结果相吻合 。

关键词 三维数值模拟 剖开算子法 低雷诺数 台阶突扩流动

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基于CBS有限元的流动-传热-变形耦合计算方法 被引量：4

13

作者 李娜 吉洪湖 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期622-626,共5页

研究了基于CBS有限元法和常规有限元法相结合的流动-传热-变形耦合计算方法。在该方法中,流体流动和传热采用CBS有限元方法计算,固体变形采用常规的有限元方法计算,实现了流体域和固体域统一的有限元网格划分,简化了变形过程中的网格生... 研究了基于CBS有限元法和常规有限元法相结合的流动-传热-变形耦合计算方法。在该方法中,流体流动和传热采用CBS有限元方法计算,固体变形采用常规的有限元方法计算,实现了流体域和固体域统一的有限元网格划分,简化了变形过程中的网格生成和不同网格间的数据交换。然后,依据此方法发展了计算程序,并通过算例分析,校验了计算方法的可行性和程序的计算能力。 展开更多

关键词 流-热-固耦合 有限元法 基于特性的分离算法 后台阶流 数值模拟

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带自由表面后向台阶流的数值模拟研究 被引量：2

14

作者 曾诚 周舟 +1 位作者 周婕 王玲玲 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2018年第11期109-115,共7页

后向台阶流是工程领域中一类常见的流动现象,也是流体力学中复杂剪切流动的一个典型例子。针对自由表面对后向台阶流场的影响,在总结前人研究成果的基础上,本文利用VOF方法追踪自由表面,采用realizable k-ε紊流模型封闭控制方程,建立... 后向台阶流是工程领域中一类常见的流动现象,也是流体力学中复杂剪切流动的一个典型例子。针对自由表面对后向台阶流场的影响,在总结前人研究成果的基础上,本文利用VOF方法追踪自由表面,采用realizable k-ε紊流模型封闭控制方程,建立立面二维数值模型,对带自由表面后向台阶流进行了模拟研究。模拟得到4种特征雷诺数工况下,台阶后纵向流速、紊动能、耗散率、边界压力值和水面流速的沿程分布。模拟结果与原型实验观测结果吻合较好。根据模拟结果,对台阶后流场随特征雷诺数变化的规律以及自由水面对台阶后流场分布、漩涡结构和压力值的影响进行了分析讨论。 展开更多

关键词 后向台阶流 自由表面 数值模拟 VOF方法 流场分布

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基于全局动态Vreman模型的复杂非定常湍流的大涡模拟 被引量：1

15

作者 王文全 闫妍 +1 位作者 张立翔 郭亚昆 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期628-633,共6页

在湍流数值模拟方法中,大涡模拟方法可以提供丰富的大涡旋信息,已逐渐成为复杂湍流问题数值研究的重要方法。而大涡模拟中,最重要的一环是尽量准确地构建能反映流场物理本质特征的亚格子应力模型。基于该思想,将一种新型的大涡模拟亚格... 在湍流数值模拟方法中,大涡模拟方法可以提供丰富的大涡旋信息,已逐渐成为复杂湍流问题数值研究的重要方法。而大涡模拟中,最重要的一环是尽量准确地构建能反映流场物理本质特征的亚格子应力模型。基于该思想,将一种新型的大涡模拟亚格子应力模型-Vreman亚格子应力模型用于高雷诺数三维后台阶流动的求解,计算结果与实验结果进行对比分析结果较吻合,验证了该模型的可靠性。这是对该模型用于无任何均匀流动方向的高雷诺数复杂湍流非定常流动的首次检验,计算结果优于基于传统的Smagorinsky涡粘性的动态亚格子模型。 展开更多

关键词 大涡模拟 有限体积法 后台阶流动 Vreman模型 Smagorinsky模型

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出口高度对过渡流态后向台阶传热特性的影响

16

作者 仲敏波 王丽娟 +1 位作者 喜冠南 袁银男 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期655-660,共6页

建立了过渡流状态下2维不可压缩后向台阶流的非定常数值计算模型,研究了后向台阶的出口高度H对底面时均努塞尔数Num、流道中流场温度场分布和近壁面流动传热参数等的影响.结果表明:减小H,主峰附近的Num提高,双峰现象明显;增加H,主峰下游... 建立了过渡流状态下2维不可压缩后向台阶流的非定常数值计算模型,研究了后向台阶的出口高度H对底面时均努塞尔数Num、流道中流场温度场分布和近壁面流动传热参数等的影响.结果表明:减小H,主峰附近的Num提高,双峰现象明显;增加H,主峰下游的Num提高,主峰和次峰的间距增大;H越小,流道中正旋涡、负旋涡的相互作用越强烈,冷流体和热流体间的对流换热增强,Num增加,但下游底面的温度梯度减小,Num减小;Num的主峰位置与表面摩擦系数为0的位置不保持重合;法向速度分量、温度随着时间的波动程度影响Num的分布. 展开更多

关键词 后向台阶 过渡流 传热特性 数值模拟 出口高度

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雷诺数对后向台阶剪切层转捩特性的影响

17

作者 周宁 迮程 潘翀 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期978-983,共6页

二维后向台阶分离流动是研究流动分离再附特性及机理的经典物理模型.运用二维时间解析粒子图像测速（PIV,Particle Image Velocimetry）技术,对雷诺数在300~3 000之间后向台阶分离再附流动进行了二维速度场测量,研究后向台阶层流剪切层... 二维后向台阶分离流动是研究流动分离再附特性及机理的经典物理模型.运用二维时间解析粒子图像测速（PIV,Particle Image Velocimetry）技术,对雷诺数在300~3 000之间后向台阶分离再附流动进行了二维速度场测量,研究后向台阶层流剪切层转捩位置随雷诺数的变化.研究发现,随雷诺数的增大,再附点的位置不断前移,转捩点的位置随之前移.转捩点在剪切层中的相对位置与雷诺数成反比函数关系.另外,在转捩发生之前,扰动会经历一段线性增长阶段,其空间增长率与雷诺数正相关. 展开更多

关键词 后向台阶 分离再附 转捩 扰动增长

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后台阶下游床面冲刷过程数值模拟研究

18

作者 刘春嵘 呼和敖德 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2008年第1期51-56,共6页

以床面瞬时剪应力作为泥沙起动及输运的水动力机制,建立了结构物周围复杂流场下床面局部冲刷的数学模型。并应用大涡模拟方法对后台阶下游三维湍流流动进行数值模拟,得到台阶下游床面瞬时剪应力的分布规律。为了确定床面瞬时剪应力与泥... 以床面瞬时剪应力作为泥沙起动及输运的水动力机制,建立了结构物周围复杂流场下床面局部冲刷的数学模型。并应用大涡模拟方法对后台阶下游三维湍流流动进行数值模拟,得到台阶下游床面瞬时剪应力的分布规律。为了确定床面瞬时剪应力与泥沙上扬通量的关系,先应用数学模型对不同模型参数下,冲刷开始后5分钟时台阶下游床面形状进行试算。通过试算与实验结果的比较,确定床面瞬时剪应力与泥沙上扬通量关系中需要的模型参数。进一步对冲刷开始后30分钟内台阶下游床面演化规律进行模拟,模拟结果与实验结果相符合。 展开更多

关键词 局部冲刷 泥沙起动 后台阶流 大涡模拟 瞬时剪应力

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湍流分离流中颗粒的扩散机制 被引量：4

19

作者 邱骁 丁珏 +1 位作者 王忠杰 翁培奋 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期586-596,共11页

后台阶流动包含分离流重要的流动特性,采取欧拉-拉格朗日耦合算法对后台阶分离流动中颗粒扩散运动进行数值研究.气相场采取大涡模拟方法,亚格子模式基于标准的Smagorinsky模式,颗粒相运动采取轨道法模拟.计算所得气相的流向平均速度和... 后台阶流动包含分离流重要的流动特性,采取欧拉-拉格朗日耦合算法对后台阶分离流动中颗粒扩散运动进行数值研究.气相场采取大涡模拟方法,亚格子模式基于标准的Smagorinsky模式,颗粒相运动采取轨道法模拟.计算所得气相的流向平均速度和平均脉动速度与实验结果吻合较好,验证了模型和方法的正确性.基于此,数值分析后台阶两相流动的特性以及流场涡结构的发展和演化过程.结果表明:两相流中颗粒的扩散特性既受到颗粒粒径的影响,又与颗粒和涡结构的相互作用时间有关.后台阶流场中增加结构物时,流场涡结构发生变化,即与扰动源保持一定距离后,涡数量增多,流场中颗粒分布不均匀,较多颗粒聚集在涡的外缘. 展开更多

关键词 后台阶流动 分离流 欧拉-拉格朗日方法 气粒两相流动 大涡模拟

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后台阶流动的Hybrid RANS/LES模拟 被引量：6

20

作者 吴晶峰 宁方飞 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期701-704,共4页

采用雷诺平均的Navier-Stokes和大涡模拟混合的方法对后台阶流动进行了数值模拟,并与实验结果进行了对比;分区尺度采用IDDES(Improved Delayed Detached Eddy Simulation)模式:来流包含背景湍流度时,混合方法转化为WMLES(Wall Modeling ... 采用雷诺平均的Navier-Stokes和大涡模拟混合的方法对后台阶流动进行了数值模拟,并与实验结果进行了对比;分区尺度采用IDDES(Improved Delayed Detached Eddy Simulation)模式:来流包含背景湍流度时,混合方法转化为WMLES(Wall Modeling in LES)模拟,除了近壁区外的大部分区域都是直接求解;不包含来流湍流度时,转化为DDES(Delayed Detached Eddy Simulation)模式,附面层采用纯RANS模拟,大分离流动区用类脱体涡模拟方法模拟;对流通量的离散采用迎风型低耗散通量分裂格式和中心型四阶偏斜对称格式组合的模式;湍流模型采用Spalart-Allmaras(S-A)模型;亚格子长度尺度取决于网格分布和到壁面的距离. 展开更多

关键词 后台阶流 脱体涡模拟 对流格式

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