隋春杰
,
周力行
,
林博颖
,
杨帆
,
孔文俊
工程热物理学报
一种改进的代数二阶矩燃烧模型被应用在Flame-D的大涡模拟中.代数二阶矩模型能够将化学反应速率的脉动项进行模拟,更准确地计算化学反应速率.在实际燃烧过程中,化学反应速率不仅与当地的温度以及组分浓度等相关,更与反应物的混合速率有密切的关系.研究考虑了亚网格尺度内混合速率对化学反应速率的影响,提出了改进的代数二阶矩模型.通过与相同模拟条件下的涡耗散概念模型的模拟结果以及实验结果进行对比,改进的代数二阶矩模型的准确性得到了验证,同时亚网格化学反应速率的模拟对总化学反应速率的影响也得到了研究.
关键词:
非预混燃烧
,
大涡模拟
,
代数二阶矩模型
,
亚网格混合速率
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
杨武兵
,
张会强
,
王希麟
,
郭印诚
,
林文漪
工程热物理学报
本文利用大涡模拟方法研究了空间发展平板混合层流动,分别在三维模型和二维模型下,比较了大尺度结构涡的演化过程,以及流向速度、流向脉动速度、横向脉动速度和Reynolds应力的统计时均结果,并与实验结果对照,指出3D模拟无论在物理真实性还是预报结果准确性方面都要明显优于2D模拟.
关键词:
平板混合层流动
,
大涡模拟
,
3D模拟
,
2D模拟
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
于文文
,
王军
,
朱伟锋
,
李业
工程热物理学报
采用Navier-Stokes方程和标准k-ε湍流模型,对五种不同结构的弯掠轴流风机A/B/C/D/E进行稳态数值模拟,结合给定的性能要求筛选出B/E风机。以稳态流场为基础,采用大涡模拟（LES）与基于Lighthill声类比的FW-H模型相结合的方法对B/E风机进行非定常计算和气动噪声预测,并将预测结果与试验数据进行了对比验证。分析了以叶轮表面作为噪声源时B/E风机的涡流噪声频谱特性,研究了风机三维非定常内部流场中旋涡分布特性,并探讨了风机旋转区域内部声压级的分布规律。
关键词:
弯掠轴流风机
,
大涡模拟
,
气动噪声
,
试验对比
张培
,
韩超
,
朱旻明
,
陈义良
工程热物理学报
本文采用LES结合FPV湍流燃烧模型数值模拟了钝体驻定火焰的冷态场和燃烧场,与实验数据进行比较,研究了火焰结构和流场特性,并分析了燃烧对流场的影响.结果表明,速度、温度和主要组分浓度的一阶和二阶统计值,均与实验值符合得较好.燃烧发生在当量混合物分数等值线处,先是沿回流区外边缘分布,然后逐渐向中心靠拢,最后在下游处类似于射流火焰.回流区前部当量混合面处的低标量耗散率和高温分布在钝体驻定火焰中起到了关键的作用.燃烧使气体发生膨胀,回流区变长,轴向平均速度和湍动能沿流向衰减速度降低,湍动能在内剪切层处的峰值降低.
关键词:
大涡模拟
,
双参数火焰面
,
钝体驻定
,
火焰结构
,
流场特性
罗坤
,
王海鸥
,
樊建人
,
岑可法
工程热物理学报
对低旋燃烧器内的流动和燃烧进行了大涡模拟，其中化学反应分别采用传统的扩散小火焰模型和所提出的复合小火焰模型描述。复合小火焰模型借助于燃烧区索引的概念区分当地的燃烧模式，若当地的燃烧为扩散燃烧，则调用扩散小火焰库，否则调用预混小火焰库。数值结果与实验数据的对比表明，采用大涡模拟方法结合小火焰模型能够很好地模拟实验室尺度的低旋燃烧器，且采用复合小火焰模型能够得到更加符合实际的结果。
关键词:
旋流燃烧器
,
大涡模拟
,
复合小火焰模型
,
扩散小火焰模型
,
实验测量
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
李科
,
周力行
,
工程热物理学报
采用亚网格动能（k方程）应力模型、二阶矩（SOM）燃烧模型和欧拉拉氏两相流模型,对乙醇-空气液雾燃烧进行了大涡模拟（LES）。瞬态结果显示：在火焰的高温区域,旋涡强度较大;在高温区边缘附近存在的拟序结构有脱落的趋势。在燃烧装置的燃料进口附近,近喷嘴中心区域,大量液滴聚集在条状湍流拟序结构的周围。LES模拟的统计结果给出的温度分布与实验结果吻合较好。说明SOM燃烧模型适用于液雾两相湍流燃烧研究,计算结果经过和实验数据对比发现,LES-SOM燃烧模型优于RANS-PDF及LES-FA计算结果。数值计算结果与实验结果的误差主要是由于采用统观一步反应机理引起的,表明燃烧模型还有待进一步改进。
关键词:
二阶矩
,
燃烧模型
,
液雾燃烧
,
大涡模拟
