計算風工程入口湍流條件改進與分離渦模擬.pdf

1、隨著數(shù)值模擬技術(shù)在風工程中廣泛應用，計算風工程的求解精度越來越受到重視。本文針對SST k-ω模型，對大氣邊界層自保持性進行了更深一步的研究，詳細考察了不同入口邊界條件設(shè)置對鈍體繞流計算結(jié)果的影響，提出了入口湍流風剖面自保持的方法和表達式。同時探索了DES方法在鈍體繞流中的瞬態(tài)數(shù)值模擬，在現(xiàn)有計算條件下，給出了對于求解高雷諾數(shù)下鈍體繞流問題的有益結(jié)論與建議。 本文主要進行的工作如下： 1、針對SSTk-ω模型，從湍流模型

2、近似解和渦粘性兩方面入手解決入口剖面的保持性，不但對入口處輸入的平均風剖面，而且對于湍流風剖面也能很好地得到保持。這一來流自然風流場問題的解決是詳細考察入口邊界條件對數(shù)值模擬結(jié)果精度影響的基礎(chǔ)。 2、選用6m方塊模型和雙坡屋面Silsoe模型考察了多種入口邊界條件對鈍體繞流求解精度的影響，并與全尺度模型實測結(jié)果進行了比較，可看出入口剖面保持性的實現(xiàn)可以有效地提高SSTk-ω模型對鈍體繞流計算結(jié)果的精度。入口的湍流強度和模型參數(shù)的

3、設(shè)置對分離區(qū)結(jié)果有明顯的影響，因此在工程應用中需要注意入口邊界輸入和參數(shù)設(shè)置的準確性。 3、由于大渦模擬(LES)方法在工程應用方面的局限性，分離渦方法(DES)綜合了RANS和LES兩種方法各自的優(yōu)點，是一種高效的瞬態(tài)計算方法。DES方法有效的解決了LES方法中處理邊界條件的困難，極大地降低了計算代價。本文對雷諾數(shù)為22000的方柱繞流問題分別進行了uRANS和DES模擬，DES方法能夠較好的捕捉流場中的小尺度旋渦，并取得了與