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Numerical simulation of flow separation over a backward-facing step with high Reynolds number 预览
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作者 Fang-fang Wang Shi-qiang Wu Sen-lin Zhu 《水科学与水工程:英文版》 EI CAS CSCD 2019年第2期145-154,共10页
Large eddy simulation (LES) explicitly calculates the large-scale vortex field and parameterizes the small-scale vortices.In this study,LES and κ-ε models were developed for a specific geometrical configuration of b... Large eddy simulation (LES) explicitly calculates the large-scale vortex field and parameterizes the small-scale vortices.In this study,LES and κ-ε models were developed for a specific geometrical configuration of backward-facing step (BFS).The simulation results were validated with particle image velocimetry (PIV) measurements and direct numerical simulation (DNS).This LES simulation was carried out with a Reynolds number of 9000 in a pressurized water tunnel with an expansion ratio of 2.00.The results indicate that the LES model can reveal largescale vortex motion although with a larger grid-cell size.However,the LES model tends to overestimate the top wall separation and the Reynolds stress components for the BFS flow simulation without a sufficiently fine grid.Overall,LES is a potential tool for simulating separated flow controlled by large-scale vortices. 展开更多
关键词 Large EDDY SIMULATION κ-ε model Backward-facing step Direct numerical SIMULATION Large-scale VORTICES Particle image VELOCIMETRY
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“反尖端”界面不稳定性数值计算分析 预览
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作者 王涛 汪兵 +4 位作者 林健宇 柏劲松 李平 钟敏 陶钢 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期69-78,共10页
利用可压缩多介质黏性流动和湍流大涡模拟代码(MVFT),在超算平台上对“反尖端”界面不稳定性及其诱发的湍流混合问题进行了大规模三维数值模拟分析。数值模拟结果清晰地显示了冲击波加载界面后分解产生的冲击波、稀疏波、压缩波及其在SF... 利用可压缩多介质黏性流动和湍流大涡模拟代码(MVFT),在超算平台上对“反尖端”界面不稳定性及其诱发的湍流混合问题进行了大规模三维数值模拟分析。数值模拟结果清晰地显示了冲击波加载界面后分解产生的冲击波、稀疏波、压缩波及其在SF6气体中的运动和相互作用,以及波多次加载界面的复杂过程,波和界面的每一次作用都会加速湍流混合区的发展和物质混合。“反尖端”界面受冲击波加载后发生反相而形成典型的大尺度壁面气泡和中心轴尖钉结构,该大尺度结构基本确定了湍流混合区的平均几何特征和包络范围而不依赖计算网格。高分辨率的计算网格下,捕捉到了更精细的小尺度湍涡结构和更强的湍流脉动,显示了湍流混合区所具有的复杂结构和特征。 展开更多
关键词 大涡模拟 界面不稳定性 湍流混合 湍涡
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风作用甘蔗的动力学仿真模型 预览
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作者 杨望 梁磊 杨坚 《农机化研究》 北大核心 2019年第9期9-14,共6页
针对目前台风作用甘蔗动力学仿真研究中,风作用甘蔗的动力学仿真研究匮乏的问题,对甘蔗进行简化研究,利用测定的几何参数和CREO三维软件建立甘蔗几何模型,测定甘蔗物理力学特性参数,并建立了甘蔗材料模型。同时,建立了流场几何模型和材... 针对目前台风作用甘蔗动力学仿真研究中,风作用甘蔗的动力学仿真研究匮乏的问题,对甘蔗进行简化研究,利用测定的几何参数和CREO三维软件建立甘蔗几何模型,测定甘蔗物理力学特性参数,并建立了甘蔗材料模型。同时,建立了流场几何模型和材料模型,采用HyperMesh和LS-PrePost软件分别对甘蔗和流场模型进行网格划分,并定义边界条件和流固耦合控制参数;最后,利用LS-DYNA不可压缩流ICFD求解器和强耦合计算方法,考虑大涡模拟湍流模型,实现风与甘蔗的双向流固耦合作用,并对仿真模型精度进行物理验证。结果表明:该仿真模型的构建方法合理,可用于模拟风作用甘蔗的动力学过程,为台风-甘蔗和自然风-作物流固耦合系统动力学仿真建模提供依据。 展开更多
关键词 风-甘蔗 双向流固耦合 ICFD 动力学仿真 大涡模拟
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基于LBM-LES方法的翼型气动噪声直接数值计算
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作者 魏自言 刘勇 王琦 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1012-1017,1254共7页
直接数值计算方法对航空飞行器机体气动噪声产生机理研究及噪声预测非常关键。本文基于在格子玻尔兹曼方法(LatticeBoltzmannMethod,LBM)框架下的大涡模拟方法(LargeEddy Simulation, LES)对SD-7003仿生翼型在较低马赫数条件下的气动噪... 直接数值计算方法对航空飞行器机体气动噪声产生机理研究及噪声预测非常关键。本文基于在格子玻尔兹曼方法(LatticeBoltzmannMethod,LBM)框架下的大涡模拟方法(LargeEddy Simulation, LES)对SD-7003仿生翼型在较低马赫数条件下的气动噪声进行了直接数值计算,雷诺数选取为8.0×10~5。LBM方法采用多松弛时间近似,格子离散速度模型为D2Q9模型,LES方法的亚格子模型是动态Smagorinsky模型。噪声直接计算结果表明:LBM-LES方法能较精确地预测低马赫数及中低雷诺数条件下翼型气动噪声远场的声压,与实验结果相比,误差在10%以内;同时可以直接得到噪声声场及传播过程,并能揭示噪声的生成机理。 展开更多
关键词 气动噪声 格子玻尔兹曼方法 大涡模拟 直接数值计算 多松弛时间
基于大涡模拟的悬板径向坡度对排沙漏斗流场特性影响数值模拟 预览
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作者 王平圆 吴洋锋 李琳 《水资源与水工程学报》 CSCD 2019年第1期156-163,共8页
为了解悬板径向坡度改变对排沙漏斗流场的影响,文章采用了大涡模拟和VOF相结合的方法对悬板径向坡度i=0、0. 083、0. 173、0. 259时的排沙漏斗水气两相三维流场进行了数值模拟,并采用离散相颗粒轨道模型(DPM)模拟了悬板径向坡度不同时... 为了解悬板径向坡度改变对排沙漏斗流场的影响,文章采用了大涡模拟和VOF相结合的方法对悬板径向坡度i=0、0. 083、0. 173、0. 259时的排沙漏斗水气两相三维流场进行了数值模拟,并采用离散相颗粒轨道模型(DPM)模拟了悬板径向坡度不同时排沙漏斗对粒径0. 001~0. 1 mm颗粒的截除率。模拟结果表明:随着径向坡度增加,切向流速先增大后减小或趋于恒定,说明室内涡流强度并不是随着悬板径向坡度的增大而单调增加,存在一临界的坡度使室内涡流强度达到最大值;坡度i=0. 173时悬板上方区域(除溢流表层外)径向和垂向的合速度方向平行于悬板径向底坡且指向漏斗中心,使该区内的泥沙被再次输运至漏斗室而不易随溢出水流流出,减少了泥沙进入下游和沉降落淤于悬板的机率。颗粒截除率模拟结果也表明i=0. 173时的漏斗对各级粒径颗粒截除率最大,也表明悬板径向坡度存在一临界值使漏斗截除率达到最大值。 展开更多
关键词 排沙漏斗 大涡模拟 VOF方法 流场特性 数值模拟 悬板径向坡度
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水体在有压扩散段内的流动特性研究 预览
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作者 冀天竹 《城市道桥与防洪》 2019年第6期256-258,M0026共4页
有压泄水隧洞的出水口处一般都是渐扩段。由于水流在扩散前流速较大,而扩散后流速较小,水流流速在短时间内发生了较大变化,因此会产生多种复杂的水流现象——流动分离、回流或漩涡等。主要针对对称渐扩段内的水流流态情况,利用Fluent软... 有压泄水隧洞的出水口处一般都是渐扩段。由于水流在扩散前流速较大,而扩散后流速较小,水流流速在短时间内发生了较大变化,因此会产生多种复杂的水流现象——流动分离、回流或漩涡等。主要针对对称渐扩段内的水流流态情况,利用Fluent软件,采用大涡模拟法得到特定雷诺数情况下,扩散角大于或等于7°时,对称扩散段内会发生主流来回摆动现象;当扩散角为特定角度时,在一定的雷诺数范围内,扩散段内主流来回摆动的起始时间随雷诺数增大提前,主流摆动的振幅随雷诺数增大而增大。 展开更多
关键词 对称渐扩段 大涡模拟 FLUENT 数值模拟
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次千米至次百米高分辨率模拟的热带气旋眼墙低层极端上升运动特征分析 预览
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作者 周星阳 吴立广 刘青元 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期113-124,共12页
观测发现热带气旋(TC)眼墙附近低层(3 km以下)存在着强烈的上升运动,严重威胁低空观测飞机的安全,由于对实际TC观测的样本非常有限,目前对极端上升运动(大于10 m/s)的了解不多。通过三个水平分辨率自次千米(333 m)至次百米(37 m)大涡数... 观测发现热带气旋(TC)眼墙附近低层(3 km以下)存在着强烈的上升运动,严重威胁低空观测飞机的安全,由于对实际TC观测的样本非常有限,目前对极端上升运动(大于10 m/s)的了解不多。通过三个水平分辨率自次千米(333 m)至次百米(37 m)大涡数值试验模拟眼墙附近低层上升运动的分布特征。结果表明,TC眼墙附近的最强上升运动主要分布在眼墙处最大风速半径(RMW)内侧,并且主要出现在台风眼墙强对流的一侧。对比不同试验发现,在大涡试验中,随着模式水平分辨率的提高,模式可以模拟出更强的上升运动,且极端上升运动最大频数的分布高度随着水平分辨率的提高而降低。研究表明,与现有观测结果比较,当大涡试验水平分辨率到达111 m时,可以模拟出与实际观测比较相似的极端上升运动空间分布和强度。 展开更多
关键词 热带气旋 高分辨率数值模拟 大涡模拟 极端上升运动
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基于LES的风机尾流湍流特性仿真研究 预览
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作者 谢鲁冰 芮晓明 +1 位作者 吴正人 路婷婷 《计算机仿真》 北大核心 2019年第5期117-121,268共6页
针对风力机运行过程中尾流对大气边界层的湍流特性影响,采用非稳大涡模拟方法结合大气湍流理论,引入UDF函数对Fluent软件进行二次开发,加载大气边界层风廓线函数和温度分布函数,建立风机及周围流场模型,对尾流区域的风速、温度、湍动能... 针对风力机运行过程中尾流对大气边界层的湍流特性影响,采用非稳大涡模拟方法结合大气湍流理论,引入UDF函数对Fluent软件进行二次开发,加载大气边界层风廓线函数和温度分布函数,建立风机及周围流场模型,对尾流区域的风速、温度、湍动能开展仿真对比分析。仿真结果表明,非稳大涡模拟能够较为精确的解析叶片尾流湍流特性。大气流经叶片后,其风速、温度、湍动能变化趋势大致相同,但在不同层结下的变化幅值略有不同。在不同温度层结下,风机尾流对大气边界层内产生了较为明显的温度波动。在不同稳定层结下,近尾流区的温度变化幅度明显小于周围大气温度的变化幅度。 展开更多
关键词 风机 局地大气边界层 大涡模拟 数值模拟
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大宽深比变曲率弯道水动力结构大涡模拟研究
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作者 张炳昌 许栋 +1 位作者 及春宁 白玉川 《水力发电学报》 CSCD 北大核心 2019年第6期77-91,共15页
弯曲型河流是自然界常见的河流形态,弯曲引起主流、二次流与湍流紊动相互作用,产生复杂的水动力结构,影响河流演变和物质输运。目前相关数值模拟及试验研究多针对小宽深、常曲率弯道,与天然河流大宽深、变曲率形态存在较大差异,为了揭... 弯曲型河流是自然界常见的河流形态,弯曲引起主流、二次流与湍流紊动相互作用,产生复杂的水动力结构,影响河流演变和物质输运。目前相关数值模拟及试验研究多针对小宽深、常曲率弯道,与天然河流大宽深、变曲率形态存在较大差异,为了揭示与天然河流相近的弯道水流运动特性,本文针对大宽深比正弦派生曲线弯道三维水流运动进行大涡数值(LES)模拟研究,结果表明:零曲率断面中心区域二次流沿河宽方向分布最为均匀,回流区范围最大,在大宽深比弯道中,回流区范围最大可达断面面积的15.5%。大宽深比弯道中部流动受到弯曲边界约束较弱,主流区内顺流向流速分布较小宽深比工况更接近于顺直矩形明渠,大宽深比情况下,主流核心区集中在弯道中线附近0.5~1倍水深范围,随着宽深比增大,弯顶附近涡量绝对值增大,对下游的影响范围增大。大宽深比弯道中水流紊动能整体水平较低,紊动能等值线分布和顺流向时均流速等值线一样,均受二次流影响,主流区中心紊动能最小,主流和局部回流区间的剪切层紊动能最大。 展开更多
关键词 正弦派生弯道 大宽深比 雷诺数 大涡模拟 紊动结构
超大型冷却塔施工全过程流场作用机理分析
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作者 柯世堂 朱鹏 《武汉大学学报:工学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期223-230,239共9页
已有关于冷却塔表面风荷载的研究均忽略了施工全过程的影响,以国内某在建210m高超大型冷却塔为工程背景,综合考虑工程进度与计算精度建立8个冷却塔施工全过程三维实体模型.采用大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)方法获得了施工全过... 已有关于冷却塔表面风荷载的研究均忽略了施工全过程的影响,以国内某在建210m高超大型冷却塔为工程背景,综合考虑工程进度与计算精度建立8个冷却塔施工全过程三维实体模型.采用大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)方法获得了施工全过程冷却塔周围流场信息和三维气动力时程,将成塔风压与规范及国内外现有实测曲线进行对比,验证了数值模拟的有效性.在此基础上,对比分析了超大型冷却塔施工全过程外表面流场分布随高度增长的变化规律,归纳总结了冷却塔施工全过程外表面压力系数与层阻力系数三维分布规律,探讨了各施工工况典型截面尾迹流线、涡量云图及湍动能分布差异与产生原因,最终揭示了超大型冷却塔施工全过程三维绕流与风压分布的演化规律.主要结论为进一步理解超大型冷却塔施工全过程流场演化规律与风荷载取值提供科学参考. 展开更多
关键词 超大型冷却塔 施工全过程 大涡模拟 流场特性 气动力分布
A numerical study on flame and large-scale flow structures in bluff-body stabilized flames
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作者 Jing CHEN Hua ZHOU Zhuyin REN 《中国航空学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第7期1646-1656,共11页
Large Eddy Simulations(LES) in conjunction with the Flamelet Progress Variable(FPV) approach have been performed to investigate the flame and large-scale flow structures in the bluff-body stabilized non-premixed flame... Large Eddy Simulations(LES) in conjunction with the Flamelet Progress Variable(FPV) approach have been performed to investigate the flame and large-scale flow structures in the bluff-body stabilized non-premixed flames, HM1 and HM3. The validity of the numerical methods is first verified by comparing the predicted velocity and composition fields with experimental measurements. Then the evolution of the flame and large-scale flow structures is analyzed when the flames approach blow-off. The analysis of instantaneous and statistical data indicates that there exists a shift of the control mechanism in the recirculation zone in the two flames. In the recirculation zone, HM1 flame is mainly controlled by the mixing effect and ignition mainly occurs in the outer shear layer. In HM3 flame, both the chemical reactions and mixing are important in the recirculation zone. The Proper Orthogonal Decomposition(POD) results show that the fluctuations in the outer shear layer are more intense in HM1, while the flow structures are more obvious in the outer vortex structure in HM3, due to the different control mechanism in the recirculation zone.It further shows that the flow structures in HM1 spread larger in the intense mixing zone due to higher temperature and less extinction. 展开更多
关键词 BLUFF-BODY stabilized FLAMES Large EDDY Simulation(LES) LARGE-SCALE flow structures PROPER ORTHOGONAL Decomposition(POD)
超大型冷却塔施工全过程风振响应及风振系数演化规律研究 预览
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作者 朱鹏 柯世堂 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期179-189,共11页
现有冷却塔规范仅给出了成塔单一风振系数取值,完全忽略了施工过程中混凝土材料和结构性能的实时演化。以国内某在建210m世界最高超大型冷却塔为对象,综合考虑工程进度与计算精度建立八个冷却塔施工全过程三维实体模型,基于大涡模拟(LES... 现有冷却塔规范仅给出了成塔单一风振系数取值,完全忽略了施工过程中混凝土材料和结构性能的实时演化。以国内某在建210m世界最高超大型冷却塔为对象,综合考虑工程进度与计算精度建立八个冷却塔施工全过程三维实体模型,基于大涡模拟(LES)技术获得了施工全过程冷却塔三维气动力时程,将成塔表面风压与规范及国内外现有实测曲线对比验证了数值模拟的有效性。在此基础上,采用完全瞬态时域方法对比分析了冷却塔施工全过程塔顶位移、子午向轴力及环向弯矩等典型响应风振实时变化特性,并基于三种典型目标和五种取值方法系统探讨了超大型冷却塔施工全过程风振系数沿高度和环向角度的演化规律,最终首次拟合给出了超大型冷却塔施工全过程随高度变化的风振系数计算公式。研究结论可为进一步理解施工全过程冷却塔风振响应的演化规律和风振系数差异化取值提供科学参考。 展开更多
关键词 超大型冷却塔 施工全过程 大涡模拟 风振响应 风振系数 演化规律
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CFD simulation of tidal current farm by using AL model 预览
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作者 Cheng Liu Changhong Hu 《水动力学研究与进展:英文版》 SCIE EI CSCD 2019年第1期34-40,共7页
In this study,an efficient numerical method for predicting the wake interference of multiple turbines is presented.The actuator line (AL) model instead of the geometry-resolved method is adopted to represent the rotor... In this study,an efficient numerical method for predicting the wake interference of multiple turbines is presented.The actuator line (AL) model instead of the geometry-resolved method is adopted to represent the rotor.The large-eddy simulation (LES) is performed to predict wakes of multiple turbines operated in turbulent flows.An efficient immersed boundary (IB) method with moving least square reconstruction (MLS) is developed to model the nacelle and support structure of the tidal turbine.A simple wall function based on the MLS-IB method and boundary-layer equations is employed to compute the instantaneous wall shear stress.Laminar flow simulations of unsteady flows past a cylinder illustrate the accuracy of the wall function IB method.Finally,the proposed method is extended to study turbulent flow past tandem tidal rotors,in which the wake profile behind rotors is analyzed.The results are found to be in reasonable agreement with published data. 展开更多
关键词 TIDAL current FARM immersed boundary method wall fimction MODEL large EDDY simulation (LES) ACTUATOR line MODEL
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喷流气动噪声仿真计算 预览
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作者 刘兴强 黄文超 李红丽 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第22期338-342,共5页
针对内外涵分开双喷流的噪声问题进行了仿真计算研究.计算采用"CFD+CAA"的混合方法,流场计算采用大涡模拟(LES),捕捉流场中的主要噪声源;声场计算采用FW-H(Ffowcs Williams&Hawkings equation)方程积分得到远场噪声信息.... 针对内外涵分开双喷流的噪声问题进行了仿真计算研究.计算采用"CFD+CAA"的混合方法,流场计算采用大涡模拟(LES),捕捉流场中的主要噪声源;声场计算采用FW-H(Ffowcs Williams&Hawkings equation)方程积分得到远场噪声信息.为了降低喷流噪声,在内涵安装了锯齿形喷嘴.安装锯齿形喷嘴后,内外涵气流掺混增强,增加了内涵的喷流有效面积,使得中低频噪声降低,高频噪声略有增加,总体降噪量3~5 dB.喷流噪声具有明显的指向性,喷流下游噪声明显高于上游,总体指向喷流下游. 展开更多
关键词 喷流噪声 锯齿形喷嘴 气动噪声计算 大涡模拟 FW-H方程
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Langmuir环流在雷诺平均型模式中的参数化研究进展 预览
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作者 仇颖 阳德华 李爽 《海洋科学》 CAS 北大核心 2019年第11期103-110,共8页
Langmuir环流影响着海洋上层的能量输入,对海洋上混合层的形成和加深起着重要作用,对于海洋上混合层具有重要意义。近年来许多学者采用大涡模拟(LES)方法对Langmuir环流进行机制研究,并通过在雷诺平均模型中参数化Langmuir环流效应,将La... Langmuir环流影响着海洋上层的能量输入,对海洋上混合层的形成和加深起着重要作用,对于海洋上混合层具有重要意义。近年来许多学者采用大涡模拟(LES)方法对Langmuir环流进行机制研究,并通过在雷诺平均模型中参数化Langmuir环流效应,将Langmuir环流过程引入到三维海洋环流或海洋耦合模式中,提出了一系列混合参数化方案。本文回顾了Langmuir环流在雷诺平均模式参数化中的研究进展,主要可分为以下几种方案:一种方法是用Langmuir数在KPP垂直混合参数化方案中引入湍流特征速度增强因子,并不断发展Langmuir数的定义;一种是在Mellor-Yamada2.5湍流闭合模型中增加斯托克斯漂流剪切效应项,此外还有通过修改模式中混合长方程来加入Langmuir效应等。通过在雷诺平均模式中应用的结果来看,现有的参数化方案在一定程度上改善了混合层深度和SST的模拟,肯定了Langmuir环流在加深混合等方面的作用,但仍存在一些问题需要在今后的研究中进一步改进。 展开更多
关键词 Langmuir环流 参数化 KPP 大涡模拟
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Numerical simulation of bubble detachment at submerged orifice and analysis of interface stability 预览
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作者 Xian-xian Yu Yi-wei Wang +1 位作者 Chen-guang Huang Te-zhuan Du 《水动力学研究与进展:英文版》 SCIE EI CSCD 2019年第2期293-302,共10页
This paper presents the experimental and numerical results of the bubble detachment from a submerged orifice at a constant gas flow rate.The compressible large eddy simulation combined with the volume of fluid method ... This paper presents the experimental and numerical results of the bubble detachment from a submerged orifice at a constant gas flow rate.The compressible large eddy simulation combined with the volume of fluid method is adopted in the simulation and is validated by experiment.The transition criterion from the elongation stage to the detachment is obtained.In the detaching stage in the simulation,the distributions of the pressure and the surface tension on the cylindrical bubble neck are obtained.The Rayleigh-Plesset equation in the cylindrical coordinate frame is used to describe this process.Based on the comparison between the numerical results and the equation analysis,a reference value of the uncertain integral parameter in the equation is determined. 展开更多
关键词 BUBBLE INTERFACIAL dynamics large EDDY simulation instability criterion Rayleigh-Plesset equation
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基于DTF和REDIM技术构建的亚网格燃烧模型及其验证
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作者 徐亮 王平 +4 位作者 余倩 侯天增 王海连 陈明敏 何磊 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期347-354,共8页
将反应扩散流形(REDIM)技术与动态火焰增厚(DTF)模型结合起来,构建了一种新的湍流预混燃烧模型。用该模型对PRECCINSTA燃烧器全局当量比分别为0.75和0.83的两种贫燃预混旋转火焰开展大涡模拟计算,将计算结果与原DTF模型计算结果以及实... 将反应扩散流形(REDIM)技术与动态火焰增厚(DTF)模型结合起来,构建了一种新的湍流预混燃烧模型。用该模型对PRECCINSTA燃烧器全局当量比分别为0.75和0.83的两种贫燃预混旋转火焰开展大涡模拟计算,将计算结果与原DTF模型计算结果以及实验结果进行对比研究,着重分析了速度、温度以及CO2质量分数的径向分布情况。研究表明:新模型的计算结果与实验结果吻合良好,由于新模型求解的组分输运方程数目减少,计算效率比原DTF模型约提高15%;理论上,新模型可推广应用于部分预混火焰的计算,只要采用合适的REDIM化学反应表格,如二维的REDIM表格。 展开更多
关键词 大涡模拟 反应扩散流形 动态火焰增厚模型 贫燃预混旋转火焰 燃气轮机燃烧室
基于大涡模拟的三角形地形之层结流体湍动能收支模型 预览
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作者 阳德华 李爽 +1 位作者 陆宗泽 仇颖 《海洋科学》 CAS 北大核心 2019年第2期18-26,共9页
为了探究海底地形对湍流动能收支的影响,本文使用并行大涡模拟模式(The ParallelizedLarge-Eddy Simulation Model, PALM),以坡陡作为无量纲地形参数(δ),设置了亚临界、临界和超临界三种地形状态(δ=0.5, 1 和 2)进行数值模拟。文章计... 为了探究海底地形对湍流动能收支的影响,本文使用并行大涡模拟模式(The ParallelizedLarge-Eddy Simulation Model, PALM),以坡陡作为无量纲地形参数(δ),设置了亚临界、临界和超临界三种地形状态(δ=0.5, 1 和 2)进行数值模拟。文章计算并呈现了地形作用下的流体速度和湍流动能收支分布,以及湍流动能平衡方程各参量。通过回归分析和量纲分析重点讨论了地形顶点处耗散和海表处能量的耗散,与地形坡陡的关系,得出其关系均呈指数形式。 展开更多
关键词 大涡模拟 地形坡陡 湍流动能收支
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基于滑移速度壁模型的复杂边界湍流大涡模拟 预览
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作者 时北极 何国威 王士召 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期754-766,共13页
采用滑移速度壁模型实现了浸入边界方法与壁模型相结合的大涡模拟.本文首先分别采用平衡层模型和非平衡壁模型对周期山状流进行数值模拟,以考查在壁模型中考虑切向压力梯度的作用.数值结果表明,流场的压力对本文所采用的壁模型形式并不... 采用滑移速度壁模型实现了浸入边界方法与壁模型相结合的大涡模拟.本文首先分别采用平衡层模型和非平衡壁模型对周期山状流进行数值模拟,以考查在壁模型中考虑切向压力梯度的作用.数值结果表明,流场的压力对本文所采用的壁模型形式并不敏感,但是考虑切向压力梯度可以显著改进壁面摩擦力的计算结果,并且能够准确的预测强压力梯度区以及分离区内的流动平均统计特性.不考虑压力梯度效应的平衡层模型显著低估了壁面摩擦力的分布,同时无法准确预测分离区内的平均速度剖面.非平衡模型的修正项正比于切向压力梯度和壁面法向距离,因此在强压力梯度区或者网格较粗时,计算得到的平均压力和摩擦力分布以及流动的低阶统计量均与参考的实验和计算结果吻合.在此基础上,通过回转体绕流的大涡模拟考查了该方法用于模拟高雷诺数壁湍流的适用性,非平衡壁模型可以准确地捕捉流动的物理结构并较准确地预测其水动力学特性.结果表明,将浸入边界方法与非平衡滑移速度壁模型相结合的大涡模拟,有望成为数值模拟复杂边界高雷诺数壁湍流的工具. 展开更多
关键词 滑移速度壁模型 浸入边界方法 大涡模拟 压力梯度 周期山状流 回转体绕流
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沙纹床面振荡流边界层的三维格子玻尔兹曼模拟研究 预览
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作者 周志博 张庆河 张金凤 《天津大学学报:自然科学与工程技术版》 CSCD 北大核心 2019年第4期430-439,共10页
将壁面自适应局部涡黏(WALE)模型引入三维格子玻尔兹曼模型,对沙纹床面上的振荡流边界层运动进行了模拟,并与Smagorinsky模型的模拟结果进行了比较.结果表明,在振荡流沙纹床面模拟中,WALE模型与Smagorinsky模型均获得与已有实验结果吻... 将壁面自适应局部涡黏(WALE)模型引入三维格子玻尔兹曼模型,对沙纹床面上的振荡流边界层运动进行了模拟,并与Smagorinsky模型的模拟结果进行了比较.结果表明,在振荡流沙纹床面模拟中,WALE模型与Smagorinsky模型均获得与已有实验结果吻合较好的垂向流速剖面,但 WALE模型可以更好地反映粗糙紊流的特性.引入 WALE模型的 LB模型模拟得到的沙纹床面形状摩阻系数和肤面摩阻系数结果与前人数模结果一致,床面总摩阻力中形状摩阻相比肤面摩阻占主要部分.该模型可进一步应用于振荡流作用下沙纹床面紊流边界层运动特性的系统研究. 展开更多
关键词 沙纹 振荡流边界层 格子玻尔兹曼方法 大涡模拟
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