基于下?lián)舯┝鞯谋诿嫔淞鞔鬁u數(shù)值模擬.pdf

1、雷暴天氣時,強下沉氣流沖擊地面后向四周擴散引起的具有極大沖擊性的近地面強風,即下?lián)舯┝?。下?lián)舯┝饕呀浽诙鄠€國家和地區(qū)對大量的工程結構造成了嚴重的破壞,特別是輸電塔結構的倒塌,逐漸變成結構風工程領域的熱點問題。下?lián)舯┝鞒隹诓糠志哂斜诿嫔淞鞯奶卣?因此壁面射流風場發(fā)展規(guī)律的研究對分析下?lián)舯┝饔兄卮蟮睦碚撘饬x。
　　近年來,隨著計算機性能的提高以及CFD數(shù)值模擬技術的發(fā)展,CFD數(shù)值模擬方法具有周期短、費用低、數(shù)據處理方便快捷等優(yōu)點,

2、已經逐漸成為研究下?lián)舯┝黠L場特征的主要方法。時均化的Reynolds平均法(RANS)是目前應用最廣泛的湍流模擬方法,但是它無法得到風場的脈動特征,而且計算精度對湍流模型的依賴性太大。大渦數(shù)值模擬方法(LES)可以得到流場的脈動特性,而且兼顧了計算精度和效率,是一種比較有前途的模擬方法。本文將采用大渦模擬方法(LES)對壁面射流風場進行數(shù)值模擬,主要工作及結論如下:
　　①研究了大渦模擬中網格密度、時間步長和亞格子模型等參數(shù)選取對

3、壁面射流模擬結果的影響,對Mclntyre所做的有協(xié)同流的壁面射流試驗進行了數(shù)值建模,并對各參數(shù)設置了不同的工況進行對比,分析結果表明:對于壁面射流的LES數(shù)值模擬,亞格子模型取Smagorinsky模型,時間步長取為1×10-5s,網格滿足y+在1左右時得到的結果較好。
　?、诟鶕?shù)分析的結果,合理地選擇參數(shù),對Mclntyre所做的有協(xié)同流的壁面射流試驗進行了LES數(shù)值模擬。數(shù)值模擬得到的平均風剖面分布與試驗結果吻合較好;而

4、雷諾應力的變化趨勢與試驗結果大體吻合,但數(shù)值偏大。
　?、郾诿嫔淞鞔嬖谄毡榈臒o量綱規(guī)律,為了驗證這種無量綱特性,將LES數(shù)值模擬得到的結果進行歸一化處理并與試驗結果進行對比分析,結果表明:LES得到的不同位置的平均風剖面進行歸一化處理后,相互之間吻合度較高;數(shù)值模擬得到的壁面射流速度峰值衰減以及速度峰值位置的變化等無量綱規(guī)律與試驗結果吻合較好。
　?、苎芯苛瞬豢紤]協(xié)同流時壁面射流的無量綱規(guī)律,在前面模型的基礎上將協(xié)同流處改為

5、固壁邊界條件進行LES數(shù)值模擬。將數(shù)值模擬得到的平均速度分布進行歸一化處理,得到的曲線和Eriksson提出的壁面射流平均風速的無量綱規(guī)律吻合的很好;并分析了壁面射流幾個常用變量之間的無量綱關系,結果顯示在10b-20b范圍內數(shù)值模擬得到的結果與試驗數(shù)據偏差較大,而在大于20b的范圍內,模擬結果與通過大量試驗總結得到的無量綱規(guī)律吻合很好。
　?、荼诿娲植诙葧黠@改變壁面射流近壁面區(qū)域的規(guī)律,從而影響整個流場的規(guī)律。為了研究壁面粗糙