李宝宽刘中秋齐凤升王芳徐国栋
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00464
本文利用大涡模拟模型分析薄板坯连铸钢液非稳态湍流特性, 其中非稳态湍流流动N--S方程采用盒式函数进行滤波处理, 亚格子模型采用Smagorinsky-Lilly模型. 将大涡模拟结果与粒子图像测速及超声探伤结果进行分析比较来校正模型. 通过对薄板坯连铸过程进行数值分析, 获得了结晶器内非稳态钢液湍流的流动特征, 包括流场的漩涡分布及大涡拟序结构的形成、发展、脱落和破碎过程, 并发现即使水口和结晶器在几何上完全对中, 结晶器内湍流分布也不对称, 偏流产生是必然的, 同时导致弯月面较强的波动. 随着非稳态时间的延长, 结晶器内钢液偏流在两侧呈现周期性变化, 周期约为40 s.
关键词:
连铸结晶器
,
unsteady
,
large eddy simulation
,
vortex
陈伟
,
沈厚发
连铸
建立了基于同位网格的结晶器内流场与温度场耦合计算的数学模型，并采用大涡模拟的湍流模型对结晶器内的瞬态流动进行研究。该模型适用于形状不规则的六面体网格。使用滞后修正的QUICK格式改进了对流项的离散格式，提高了程序在高雷诺数和不规则网格计算条件下的稳定性。使用块结构化网格对计算区域进行了剖分，对结晶器内瞬态流场进行了模拟，结果表明流场具有不对称性和不稳定性，水口射流存在周期性的摆动，上回流区位置和自由表面波高周期性变化，并且这些非稳态现象之间存在相互关联。
关键词:
大涡模拟
,
同位网格
,
块结构化网格
,
结晶器
,
非稳定性
余炎
,
孙大明
,
徐雅
,
陈海俊
,
吴珂
,
敖文
,
邱利民
工程热物理学报
时均流诱导的声振荡可以为热声制冷提供驱动源或驱动发电机和换能器发电，为风能利用提供了新思路，是热声领域的最新研究方向之一。本文基于计算流体动力学（CFD）方法，建立了正十字型时均流激声发动机的三维数学模型，采用大涡模拟湍流模型计算。计算结果验证了时均流诱导声振荡效应，揭示出谐振管内声场分布和谐振管内部压力与开口处涡的关系，为后续的实验研究奠定了理论基础。
关键词:
热声
,
时均流
,
风能
,
大涡模拟
,
CFD
杨世亮
,
罗坤
,
张科
,
房明明
,
赵慧
,
樊建人
工程热物理学报
本文基于开源计算流体力学软件OpenFOAM,开发了气固两相流动双向耦合求解器,并对Re=13800、颗粒直径为150μm的玻璃球的后台阶两相流动进行了计算。其中气相采用大涡模拟方法,用盒式过滤函数对流体相控制方程过滤求解。颗粒相采用拉格朗日方法对颗粒进行跟踪。将计算结果和实验数据进行对比,以此来检验颗粒受力计算模型和亚格子气固两相求解器的准确性。
关键词:
后台阶流动
,
气固两相流
,
大涡模拟
,
OpenFOAM
王帅
,
孙立岩
,
杜小丽
,
陆慧林
工程热物理学报
基于Smagorinsky涡黏模型以及颗粒动理学理论，建立了气固两相流双大涡模拟模型。考虑大涡模拟中过滤尺度的影响，给出颗粒相亚格子压力和热传导系数计算模型。考虑颗粒聚团对两相作用的影响，给出了考虑颗粒聚团作用的气固两相多尺度曳力系数模型。数值模拟了提升管内气固两相流动特性，合理地预测出了提升管内气固两相环一核流动结构。模拟结果与Knowlton等实测结果相吻合。
关键词:
大涡模拟
,
颗粒动理学
,
亚格子模型
,
多尺度曳力系数模型
,
提升管
李雪松
工程热物理学报
已有的研究表明激波捕获Roe格式耗散过大,不适用于大涡模拟(LES)计算.本研究将Roe格式的耗散构成分解为5个部分,并逐一研究了其耗散特性.通过对各向同性衰减湍流的研究发现,Roe格式的耗散主要来自于基本迎风耗散项以及速度梯度驱动的界面修正压力项,并且这两项中的任何一项的耗散都大干实际所需的值.同时,当基本迎风耗散项乘以系数0 5,其耗散特性非常接近于理想值,也就是说,此时格式耗散可以取代亚格子耗散.这一发现非常有助于改进Roe格式使其适用于LES.
关键词:
Roe格式
,
各向同性衰减湍流
,
大涡模拟
,
数值耗散
李震
,
周逊
,
王松涛
,
冯国泰
工程热物理学报
基于5阶WENO格式结合AUSM+-up通量分裂方法编制密度基有限差分数值计算程序,并对NACA 65平面叶栅在不可压和亚音速工况下的流动进行三维大涡模拟研究,计算所得翼型表面时均压力系数分布与文献中实验结果符合较好,使数值算法和计算程序的可用性得到验证.大涡模拟获得了叶栅流道内瞬态流场的细节特征,体现了高分辨率格式捕捉精细流动结构的能力.本文工作为针对叶轮机械复杂可压缩内流问题进行更深入的高精度LES研究奠定了基础.
关键词:
大涡模拟
,
WENO格式
,
AUSM格式
,
平面叶栅
陈巨辉
,
唐艳佳
,
李丹
,
陆慧林
工程热物理学报
采用亚格子湍动能方程,结合大涡模拟方法(Large eddy simulation,LES)模拟提升管气相湍流流动,颗粒矩(Second Order Moments,SOM)模型模拟提升管内颗粒湍流流动,建立大涡模拟 颗粒矩(LES-SOM)双流体模型.数值模拟提升管内气固两相流动与燃烧反应过程,得到了提升管内颗粒浓度和速度以及不同气体组分的空间分布规律.分析了Smagorinsky亚格子应力模型对颗粒相浓度和速度的影响,以及对煤颗粒在提升管内燃烧特性的影响.数值模拟颗粒浓度和速度分布与他人实验结果相吻合.
关键词:
气固流动与燃烧
,
大涡模拟
,
亚格子湍动能
,
颗粒相矩
,
提升管
王云飞
,
秦勇
,
陈浮
,
刘华坪
工程热物理学报
本文采用三维可压缩N-S方程的大涡模拟方法,对低压涡轮叶栅T106A边界层的演化过程进行研究,分析攻角的变化对吸力面边界层的分离再附位置、分离泡长度等流动现象的影响.基于弦长和出口速度的雷诺数为1.1×105,出口马赫数为0.4.研究结果表明:来流攻角为+7.8°时,叶栅表面静压系数、吸力面边界层分离和再附位置与实验结果吻合较好;边界层分离后在三维不稳定性作用下依次形成A涡、发卡涡等结构,最终发生转捩;当来流从正攻角向负攻角变化时,吸力面边界层的分离点向下游移动,分离泡长度逐渐减小.
关键词:
大涡模拟
,
低压涡轮
,
攻角
,
边界层分离
赵平辉
,
叶桃红
,
朱旻明
,
陈靖
,
陈义良
工程热物理学报
使用发展的大涡模拟并行程序,数值模拟了圆形射流湍流场,与实验值进行详细比较,对大涡模拟程序进行检验,并分析网格尺度对计算结果的影响。结果表明,大涡模拟计算的平均速度场和雷诺应力场与实验值符合得非常好,验证了该大涡模拟计算程序的可靠性和精确度。同时发现一阶统计矩受网格尺度影响不大,二阶及高阶矩与网格尺度有较大的关系,因此使用大涡模拟方法计算湍流及湍流燃烧问题应对网格依赖性进行必要分析,至少保证二阶统计矩具有较好的精度。
关键词:
大涡模拟
,
圆形射流
,
亚格子尺度模型
,
网格尺度
