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  • 【期刊】 高阻塞率方柱绕流的大涡模拟

    刊名:水动力学研究与进展:A辑 作者:江林锋[1] ; 匡翠萍[1] ; 顾杰[2] ; 冒小丹[3] 关键词:大涡模拟 ; PIV测速 ; 阻塞率 ; 阻力系数 机构:[1]同济大学土木工程学院 ; [1]同济大学土木工程学院 ; [2]上海海洋大学海洋科学学院 ; [3]中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司 年份:2018
    摘要:该文采用PIV测速技术和大涡模拟(LES)数学模型对雷诺数Re=13 400,阻塞率为22%的方柱绕流进行了研究,探讨了高阻塞率对方柱绕流流场的影响,并与先前的研究结果进行了比较。研究发现:大涡模拟能很好地再现方柱绕流的流场特征;高阻塞率下方柱绕流的斯特劳哈尔数和阻力系数都有所增大;阻塞率增高导致紊动能增加,使得方柱上游端横断面上的纵向速度脉动与横向速度脉动比低阻塞率情况下强。
  • 【期刊】 城市冠层植被大气环境特性大涡模拟

    刊名:科技导报 作者:严超 ; 崔桂香 ; 张兆顺 关键词:大涡模拟 ; 植被下垫面 ; 环境流动 ; 植被模型 机构:清华大学工程力学系 ; 清华大学工程力学系 年份:2017
    摘要:植被通过生物物理过程影响着周围微气候环境,对于城市植被环境流动的研究需要建立合理的植被模型。本研究发展了一套适于模拟植被边界层流动的大涡模拟数值方法,并通过水平均匀模型植被算例对其进行了验证。在此基础上,对空气流过三维非均匀分布钝体元阵列模型植被进行了大涡模拟,并将不同植被数值模型的计算结果与相应的风洞实验数据进行了比较。结果表明,树干部分采用刚性圆柱模拟、树冠用阻力模型的"阻力冠"方法相比于传统的"阻力元"方法能更好反映植被流动的影响。
  • 【期刊】 串列双圆柱绕流的大涡模拟分析

    刊名:港工技术 作者:孙涵 ; 赵瑞亮 ; 韩冰 ; 李斌 ; 马旭 关键词:大涡模拟 ; 串列双圆柱 ; 卡门涡街 机构:中交天津港航勘察设计研究院有限公司 ; 中交天津港航勘察设计研究院有限公司 ; 烟台港集团有限公司 ; 中交第一航务工程勘察设计院有限公司 年份:2017
    摘要:采用大涡模拟的方法研究了在Re=50、Re=200时串列双圆柱绕流问题,成功模拟了这两种工况下的卡门涡街现象.对其涡街结构进行了深入剖析,发现随着雷诺数的增大,泻涡结构逐渐发生改变.同时通过对其水动力特性进行相关研究,发现在串列双圆柱情况下,阻力与升力的振动频率仍为2倍关系,而且随着雷诺数的增加,上下游圆柱的阻力和升力均呈现多频振动.
  • 【期刊】 前缘倒圆角方柱绕流的大涡模拟

    刊名:水动力学研究与进展(A辑) 作者:姚世传 ; 施鎏鎏 ; 郭鹏 关键词:大涡模拟 ; 倒圆角方柱 ; 气动性能 ; 旋涡结构 ; 升阻力系数 机构:上海理工大学能源与动力工程学院 ; 上海理工大学能源与动力工程学院 年份:2018
    摘要:该文基于FLUENT软件采用大涡模拟方法对前缘倒圆角方柱绕流的气动特性进行数值研究。首先分析网格质量对二维大涡模拟结果准确度的影响,得出适用于钝体绕流大涡模拟计算的网格标准;然后对比二维和三维大涡模拟计算的升阻力系数、脱落涡频率、回流区长度和瞬态流场旋涡结构,以及尾迹速度分布,并与实验结果对比。最后得到二维和三维大涡模拟方法在钝体绕流非定常特性研究中的适用性。结果表明:二维和三维大涡模拟均能捕捉流场中大尺度旋涡结构,预测的脱落涡频率与实验偏差均小于0.4%;三维大涡模拟结果相比于二维大涡模拟与实验结果更加吻合。
  • 【期刊】 不同长细比圆柱绕流的大涡模拟

    刊名:《水动力学研究与进展:A辑》 作者:端木玉 ; 万德成 关键词:大涡模拟 ; 不同长细比 ; 圆柱绕流 ; OPENFOAM ; 尾流分析 机构:上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心 ; 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心 ; 江苏海事职业技术学院 ; 船舶与港口工程系 年份:2016
    摘要:自从人们对层流圆柱绕流现象有了系列研究及清楚的认识后,逐渐把目光投向湍流的圆柱绕流问题,但高雷诺数下的圆柱绕流具有很强的三维特性,因此在数值计算时模型轴向长度的选取是大家关心的问题。该文基于开源软件OpenFOAM运用LES计算了4种不同长细比圆柱的静止圆柱绕流(包括一个二维算例),重点分析和对比了结果中的一些基础参数如&数、平均阻力系数等,与实验结果吻合良好。文中还进一步分析了时均顺流向速度U在流场中沿流向和横向的分布,发现长细比为托的圆柱算例中,计算域的轴向尺度已经能满足圆柱下游靠近圆柱处的流场中的三维结构的发展。
  • 【期刊】 Reynolds数22000的孤立方柱绕流的大涡模拟

    刊名:气体物理 作者:李真子 ; 林自城 ; 高志栋 ; 叶建 关键词:大涡模拟 ; 孤立方柱 ; 非定常分离 ; 转捩 ; 旋涡脱落 机构:重庆大学动力工程学院 ; 重庆大学动力工程学院 年份:2017
    摘要:方柱绕流是典型的钝体绕流问题,蕴含了丰富的流体力学现象,对这类流动的准确预测面临着诸多挑战.采用自主发展的大涡模拟程序,对来流Mach数M=0.3,Reynolds数ReD =22 000的绕孤立方柱流动进行了细致模拟,亚格子模型使用动力涡黏模型.对计算结果的分析表明,大涡模拟所得的平均流场及Reynolds应力分布与已有实验数据和直接数值模拟结果均吻合较好,验证了预测结果的可靠性;在此基础上对瞬态流场进行了研究,展示了计算条件下方柱绕流分离转捩及尾迹区旋涡交替脱落形成Karman涡街的全过程,为更细致的流动机理探索奠定了基础.
  • 【期刊】 二维方柱绕流阻塞效应的大涡模拟

    刊名:同济大学学报(自然科学版) 作者:郜阳 ; 全涌 ; 顾明 关键词:大涡模拟 ; 风洞试验 ; 阻塞比 ; 气动力 ; 瞬时涡量 机构:同济大学土木工程防灾国家重点实验室 ; 同济大学土木工程防灾国家重点实验室 年份:2018
    摘要:在均匀流条件下对阻塞比(R)分别为4.2%、10%、16.7%、20%和25%的二维方柱绕流进行了大涡模拟(LES)研究,对比了各工况下柱体的整体气动力和表面风压分布随阻塞比的变化规律,分析了阻塞比对柱体附近区域内流场特性和瞬时涡量的影响.研究表明,当阻塞比由4.2%增大到25%,柱体的平均阻力系数、脉动升力系数和Strouhal数分别增加了27.6%、43.6%和31%.随着阻塞比的增大,侧面及背风面负风压系数的均值绝对值以及脉动值均显著增加,柱体两侧附近流场特性也有明显的变化.在大阻塞比工况中,洞壁附近会生成二次旋涡,并与柱体脱落的旋涡相互掺混.
  • 【期刊】 轴流风机叶尖泄漏流动的大涡模拟

    刊名:风机技术 作者:Alexej ; Pogorelov ; Matthias ; Meinke ; Wolfgang ; Schroder 关键词:大涡模拟 ; 叶尖泄漏涡 ; 泄漏流动 ; 轴流风机 ; 笛卡尔网格 ; 周期性边界条件 ; 轴流式风扇 ; 有限体积法 机构:[1]Institute ; [1]Institute ; Aerodynamics ; Aachen ; University ; Wullnerstr.5a ; Aachen ; Germany 年份:2018
    摘要:本文采用大涡模拟(LES)的方法研究了在基于外壳直径的雷诺数为9.36×105条件下5叶片的轴流式风扇的流动特性,并且着重分析了叶尖泄漏的流动现象。本文使用了基于有限体积法和分层笛卡尔网格的可压流求解器进行数值计算,并应用了体积守恒的切割网格方法处理风扇几何结构的浸入式边界。同时开发了用于笛卡尔网格的旋转周期性边界条件,这样只需分析由2.5亿网格构造的包含一片叶片的72°区域。该研究首先对网格质量进行了分析,之后讨论了瞬态和时均流场的特性,并与使用RANS的5叶片模拟结果进行了对比。RANS和LES模拟结果的主要不同之处体现在叶尖泄漏涡尾流中的湍流动能。本文进而研究了叶尖间隙对叶尖泄漏涡的影响。研究表明,间隙的大小会影响叶尖泄漏涡的大小形状。此外,间隙中更多的分离现象和反向旋转涡会导致较低的湍流动能。
  • 【期刊】 风向对航母甲板风影响的大涡模拟

    刊名:海洋工程 作者:袁书生 ; 赵元立 ; 丁伟锋 关键词:大涡模拟 ; 航空母舰 ; 甲板风 ; 舰载机 ; 来风风向 机构:海军航空工程学院 ; 海军航空工程学院 年份:2017
    摘要:采用低速气流运动控制方程组和湍流大涡模拟方法,研究了来风风向对航母甲板风的影响,得到了不同来风风向条件下,艏艉对称面附近、甲板上方低场及航母后方某点处压力和垂向速度随时间的变化关系。结果表明:航母有一定角度的侧向风对舰载机起飞有利,右舷风比左舷风有利;从有利于舰载机着舰角度看,右舷来风较左舷来风有利;从舰载机着舰下滑稳定性上看,来风风向角度越小越有利。
  • 【期刊】 基于大涡模拟的螺旋桨梢涡数值分析

    刊名:华中科技大学学报(自然科学版) 作者:胡健 ; 耿冲 ; 冯峰 关键词:大涡模拟 ; 重叠网格 ; 水动力性能 ; 梢涡 ; 螺旋桨 机构:哈尔滨工程大学船舶工程学院 ; 哈尔滨工程大学船舶工程学院 年份:2017
    摘要:为研究螺旋桨的梢涡脱落规律,基于STAR-CCM+软件平台,采用重叠网格技术和大涡模拟方法,通过求解纳维-斯托克斯方程,对螺旋桨的速度场和涡量场进行了详细的研究,并且比较了不同进速系数下螺旋桨梢涡形态的差别.数值研究结果表明:基于正交网格的大涡模拟能够较好地模拟螺旋桨的梢涡形态,低进速系数下螺旋桨的梢涡强度增大并且显得比较紊乱;高进速系数下螺旋桨梢涡则呈现出比较规则的螺旋涡管形状.
  • 【期刊】 高雷诺数湍流横侧射流的大涡模拟

    刊名:推进技术 作者:赵马杰 ; 曹长敏 ; 张宏达 ; 叶桃红 关键词:大涡模拟 ; 湍流 ; 横侧射流 ; 反向旋转涡对 ; 马蹄涡 机构:中国科学技术大学热科学与能源工程系 ; 中国科学技术大学热科学与能源工程系 年份:2016
    摘要:采用大涡模拟(LES)方法研究横向主流与壁面射流均为高雷诺数的壁面横侧射流(JICF),采用动态Smagorinsky涡粘模型对亚格子尺度进行封闭。数值模拟结果中,近场和远场的平均速度、均方根值均与实验结果符合很好。瞬时压力等值面在射流迎风侧与射流迹线成正交关系,表明JICF近场迎风涡是由于射流出口上游剪切层Kelvin Helmholtz不稳定性引起的。基于长度尺度RD,Broadwell和Breidenthal提出了射流迹线公式,通过拟合数值模拟结果得到公式中常数A=1.35,B=0.3。采用平均流线、平均场涡量与Q准则分析三维涡旋结构。横向主流遇到射流后发生夹带现象,在射流出口下游受涡旋结构的影响发生卷起;平均涡量等值面表明,反向旋转涡对(CVP)的涡旋方向与射流出口下游马蹄涡两个分支的涡旋方向相反;由于横向主流和射流雷诺数较高,Q准则表征的涡旋结构在射流出口下游一倍射流直径位置开始发生破碎。
  • 【期刊】 超声速喷流混合流场大涡模拟

    刊名:航空动力学报 作者:朱志斌 ; 程晓丽 ; 潘宏禄 关键词:大涡模拟 ; 超声速 ; 冷却喷流 ; 剪切层 ; 转捩 ; 湍流 机构:中国航天科技集团有限公司中国航天空气动力技术研究院 ; 中国航天科技集团有限公司中国航天空气动力技术研究院 年份:2019
    摘要:以光学窗口外冷喷流为研究背景,采用大涡模拟方法对后台阶外形切向喷流混合流场进行了研究。数值方法基于隐式亚格子模型,采用高精度WENO格式进行空间离散,并通过超声速平面混合层流动对数值方法进行了考核验证。喷流混合流场计算模型与试验一致,来流和喷流马赫数分别为3.4和2.5。数值模拟清晰地捕捉到了流场波系以及混合剪切层、壁面边界层等典型流场结构,并精细预测了混合层发生失稳、转捩及发展为充分发展湍流的时空发展过程。数值模拟得到的湍流大尺度结构的位置和形态与实验图像一致。通过对瞬时流场、统计平均流场和脉动参数的分析,揭示了流场结构特征及其时空演化规律,并获得了流场密度脉动特性。
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