復(fù)雜邊界條件下的三維紊流數(shù)值模擬研究.pdf

1、該論文選取在工程應(yīng)用和研究中使用最為廣泛的標(biāo)準(zhǔn)的雙程κ-ε紊流模型來開展研究工作,方程的離散采用有限差分方法和交錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),離散方程的求解采用SIMPLEC算法.該論文的第一個(gè)研究重點(diǎn)就是把這個(gè)研究繼續(xù)推進(jìn),把搭接的邊界條件推廣到普遍的周期邊界條件中去,重點(diǎn)針對(duì)在旋轉(zhuǎn)機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)最為常見的環(huán)列型周期邊界條件的、也兼顧出口邊界條件.該文對(duì)兩個(gè)模型——蝸殼與固定導(dǎo)葉內(nèi)部流動(dòng)、固定導(dǎo)葉與活動(dòng)導(dǎo)葉的全部流動(dòng)——進(jìn)行了對(duì)比數(shù)值實(shí)驗(yàn),從已往的周期邊界

2、條件的處理方法,到全域計(jì)算方法對(duì)周期邊界條件的設(shè)置.數(shù)值實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明全域計(jì)算方法是成功的,它完全避免了人為地對(duì)周期邊界條件的設(shè)置,使得我們周期邊界處的流動(dòng)如同流場中其他內(nèi)部流動(dòng)一樣,完全由紊流模型提供.同時(shí)也證明全域計(jì)算的方法完全可以運(yùn)用到在旋轉(zhuǎn)機(jī)械領(lǐng)域中大量存在有的環(huán)列型周期邊界的數(shù)值模擬中.其次,對(duì)各種復(fù)雜的邊界條件進(jìn)行了分類,形成了一個(gè)比較全面的全域計(jì)算的思想,盡量納入更多的邊界進(jìn)入我們的計(jì)算域(使其不受人工干預(yù)),使得這些邊界

3、的參數(shù)設(shè)置是由紊流模型產(chǎn)生的,而不是插值近似的;在不能納入時(shí),根據(jù)其流動(dòng)特點(diǎn),對(duì)邊界進(jìn)行精心的合乎理性的設(shè)置(人工干預(yù)).這就是全域計(jì)算的思想.目前,可以有兩種類型的周期邊界條件(環(huán)列型周期邊界、陣列型周期邊界)、鏡面邊界條件、混合型邊界條件都可以納入我們的全域計(jì)算的方法中.該文把自編三維的紊流模型引入河道的流動(dòng)模擬中,把自編軟件同商用軟件相結(jié)合的方法模擬三維河道,兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn).使用商用CFD軟件來模擬流動(dòng),可以大量代替簡單的但又

4、是繁重的、沒有太多技術(shù)含量的手工編程工作,在實(shí)際的操作中可以真正做到短、平、快的效果.該文使用AutoLISP語言對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā),從CAD中提取有用的數(shù)據(jù),然后編寫軟件進(jìn)行處理,把處理結(jié)果改善入CFD中.從CAD到CFD中間搭起了一座橋梁,可以大大地提高我們的工作效率.作者最后對(duì)排沙漏斗的模擬提出了自己的看法,可否用全域計(jì)算的思想來進(jìn)行出口邊界和自由表面邊界的模擬.對(duì)于在排沙漏斗中央附近的自由水面的模擬可以參考速度矩的守恒