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《天津大学》 2004年
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槽道湍流的大涡模拟

肖红林  
【摘要】:目前,工程中大部分的湍流计算依靠湍流模式理论,但常用的模式理论缺少通用性;而直接数值模拟又耗用大量机时,故需要一种运算时间较少、通用性较强的方法。大涡模拟正是这样一种方法,它首先由气象学家Samgorinsky(1963)提出。其基本思想是把包括脉动在内的湍流瞬时流动通过某种滤波的方法分解为大尺度运动和小尺度运动两部分,大尺度直接求解方程,小尺度建立模型来模拟。 本文通过大涡数值模拟的方法,模拟了不同雷诺数下槽道湍流流场,通过分析不同雷诺数下的 数和 数,研究了壁面率问题。研究了不同雷诺数下的雷诺应力分布,发现在半槽宽坐标下,随着雷诺数的增加,雷诺应力峰值向壁面方向移动;而在壁面坐标下,随着雷诺数的增加,雷诺应力峰值向远离壁面方向移动。本文还对不同雷诺数下均方根速度的分布进行了研究;给出了不同雷诺数的平均速度剖面。 本文用了较少的网格点进行数值模拟,得到了较好的结果,这对大涡模拟在工程实际中的应用具有重要意义。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:O357.5

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 孔玮;罗纪生;;展向周期变化槽道流中全局稳定性的数值模拟[J];天津大学学报(自然科学与工程技术版);2015年03期
2 王连生;肖红林;郭明明;;基于MPI的不可压缩N-S方程并行计算方法[J];计算机应用与软件;2011年08期
3 肖红林;罗纪生;;一种剪切修正的涡黏性亚格子模型及其在槽道湍流中的应用[J];航空动力学报;2010年01期
4 肖红林;罗纪生;;基于MPI的伪谱法大涡模拟并行计算的研究[J];计算机工程与应用;2009年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 张兴旭;基于流场中的运动体表面压电振动减阻研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
2 宋立峰;定位格架棒束通道水力性能分析[D];哈尔滨工程大学;2015年
3 王汉义;离心泵动静叶栅内部流动特性的大涡模拟[D];兰州理工大学;2014年
4 王雄;圆孔射流近场湍流特性DNS与RANS、LES的对比研究[D];浙江大学;2010年
5 刘建新;不可压缩流体边界层条纹结构无粘稳定性的数值研究[D];天津大学;2007年
6 郭大为;带壁面抽吸的槽道湍流大涡模拟[D];天津大学;2005年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 周恒;新世纪对流体力学提出的要求[J];自然科学进展;2000年06期
2 周恒,陆昌根,罗纪生;湍流边界层近壁区单个相干结构的模拟[J];中国科学(A辑);1999年04期
3 罗纪生;周恒;;A THEORETICAL INVESTIGATION OF THE DEVELOPMENT OF STATIONARY CROSSFLOW VORTICES IN THE BOUNDARY LAYER ON A SWEPT WING[J];Acta Mechanica Sinica;1998年02期
4 周恒,马亮;湍流混合层中二维大尺度相干结构的非线性演化问题[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1995年03期
5 周恒,熊忠民;湍流边界层近壁区相干结构起因的研究[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1994年09期
6 罗纪生,周恒;湍流边界层外区大尺度相干结构的理论模型及与实验的比较[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1993年01期
7 周恒;平板湍流边界层底层的不稳定波[J];力学学报;1988年06期
8 周恒,王亦工;亚临界平面Poiseuille流的三维非线性稳定性问题——(2)共振三波的非线性演化问题[J];力学学报;1984年03期
9 周恒;亚临界平面Poiseuille流的三维非线性稳定性问题——(1)共振三波概念的推广[J];力学学报;1984年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈振涛;叶松;王晓蕾;钟中;周树道;;NMOHEMS探头下沉运动的三维仿真方法研究[J];系统仿真学报;2013年11期
2 吴卫国;陆昌根;薛世峰;;近壁湍流边界层对称与非对称相干结构的形成机制分析[J];空气动力学学报;2013年04期
3 李宁;罗纪生;;不可压平板边界层转捩机理[J];航空动力学报;2013年04期
4 高慧;;可压缩平板湍流边界层拟序结构的直接数值模拟[J];价值工程;2013年10期
5 白玉川;冀自青;徐海珏;;窄深型河湾多尺度紊流拟序结构动力稳定与自适应特征研究[J];中国科学:技术科学;2012年11期
6 史万里;葛宁;陈林;唐登斌;;可压缩湍流边界层近壁区马蹄涡的演化[J];空气动力学学报;2011年06期
7 郭爱东;姜楠;贾永霞;;湍流涡黏性模型方程中相位差的测量[J];实验流体力学;2011年04期
8 郭爱东;姜楠;;壁湍流多尺度相干结构复涡黏模型的实验研究[J];力学学报;2010年02期
9 唐洪涛;;平板边界层湍流的数值分析[J];天津科技大学学报;2010年01期
10 谢华;姚惠之;田于逵;王小庆;;潜艇模型尾流场脉动速度及压力的子波自相关分析[J];船舶力学;2010年Z1期
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 肖红林;罗纪生;;大涡模拟中亚格子模型的改进及其在槽道湍流中的应用[J];航空动力学报;2007年04期
2 于秀敏;快速傅立叶变换并行算法概述[J];中国科技信息;2005年09期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马越;直壁滑道式滑行艇阻力性能数值模拟分析[D];江苏科技大学;2015年
2 杜珩;Taylor-Couette湍流的直接数值模拟研究[D];中国科学技术大学;2014年
3 林雪力;壁湍流的电磁力减阻机理[D];南京理工大学;2014年
4 高宏;变转速工况下螺旋离心泵相似特性研究[D];兰州理工大学;2013年
5 周芃;基于CFD的高速舰船阻力与尾部伴流场的数值模拟[D];中国舰船研究院;2013年
6 易同祥;旋喷泵设计、大涡数值模拟及试验研究[D];江苏大学;2009年
7 刘路;多翼离心风机叶轮的结构优化研究[D];浙江工业大学;2009年
8 马海;一种主动流动控制技术应用于三维机翼减阻的数值模拟[D];南京航空航天大学;2009年
9 陆超;翼型改型对超临界翼型气动性能影响的研究[D];沈阳航空工业学院;2009年
10 余建伟;基于CFD的船舶阻力计算与预报研究[D];上海交通大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 张金凤;常璐;张庆河;;三维强迫均匀各向同性紊流直接数值模拟研究[J];水动力学研究与进展A辑;2015年02期
2 熊齐;陈南晖;方霞;;基于MPI的Welch功率谱估计并行算法的实现[J];计算机工程与应用;2014年12期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘梓栋;平面大扩散角水流特性及三角翼调控数值模拟[D];华北水利水电大学;2018年
2 朱凌南;基于水流场多阶弯曲振型壁面振动减阻研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
3 申亚丽;摇摆条件下水平圆管内流动与传热的数值研究[D];北京化工大学;2018年
4 张家荣;灯泡贯流式水轮机固液两相数值模拟与分析[D];西华大学;2018年
5 袁宏;强制对流烤箱流动与结构优化[D];浙江大学;2018年
6 周晓蒙;烟气脱水除雾器除雾性能的研究[D];浙江大学;2018年
7 于双源;斯特林循环中截面突变管及弯管内振荡流动特性的数值模拟研究[D];浙江大学;2017年
8 孙鸿志;管道弯头仿生表面耐冲蚀磨损性能及机理研究[D];吉林大学;2017年
9 韩亚文;旋涡自吸泵水力设计及流动噪声仿生优化[D];江苏大学;2017年
10 于伟靖;侧风下类车体瞬态流动结构研究[D];吉林大学;2017年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 周恒;Further improvement of weakly nonlinear theory of hydrodynamic stability[J];Science in China,Ser.A;1998年01期
2 周恒,尤学一;流动稳定性弱非线性理论中的问题及其改进[J];力学学报;1993年05期
3 周恒,尤学一;论流动稳定性中的弱非线性理论[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1992年06期
4 周恒;流动稳定性弱非线性理论的重新考虑[J];应用数学和力学;1991年03期
5 周恒;平板湍流边界层底层的不稳定波[J];力学学报;1988年06期
6 周恒;亚临界平面Poiseuille流的三维非线性稳定性问题——(1)共振三波概念的推广[J];力学学报;1984年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 肖红林;罗纪生;;大涡模拟中亚格子模型的改进及其在槽道湍流中的应用[J];航空动力学报;2007年04期
2 向屏,郭印诚;二维槽道湍流拟序结构的大涡模拟[J];工程热物理学报;2002年05期
3 郭双喜;李万平;;二维槽道湍流数值模拟与自组织特性[J];应用力学学报;2010年03期
4 徐仁军;;低雷诺数下槽道湍流的大涡模拟[J];广东化工;2014年21期
5 万曦;马树微;张劲柏;李椿萱;;壁面展向匀速运动的槽道湍流的直接数值模拟[J];北京航空航天大学学报;2008年08期
6 阙夏;刘难生;陆夕云;;竖直槽道中泡状湍流的数值模拟研究[J];中国科学技术大学学报;2010年12期
7 李新亮,马延文,傅德薰;二维槽道湍流的标度律分析[J];力学学报;2002年04期
8 刘宇陆,蒋剑波,邱翔,卢志明;充分发展槽道湍流的小波数值分析[J];计算物理;2005年03期
9 刘宇陆;邱翔;;放置翼型的槽道湍流的实验研究[J];上海应用技术学院学报(自然科学版);2010年03期
10 许春晓;吴超;崔桂香;;壁面在展向作周期运动的槽道湍流的大涡模拟[J];计算物理;2006年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 耿晨晖;晋国栋;何国威;;粗糙单元对槽道湍流统计特性的影响[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
2 杨延涛;吴介之;;展向旋转槽道湍流中的能量逆级串及科氏力效应[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
3 夏振华;史一蓬;;旋转槽道湍流中的统计规律[A];第九届全国流体力学学术会议论文摘要集[C];2016年
4 耿晨晖;王银山;许春晓;J.M. Wallace;何国威;;泰勒假设在槽道湍流中有效性的分析[A];第八届全国流体力学学术会议论文摘要集[C];2014年
5 宋洋;许春晓;黄伟希;崔桂香;;槽道湍流雷诺应力输运的分尺度动力学分析[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
6 陈林烽;董宇红;;热分层槽道湍流中细颗粒输运特性的研究[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年
7 鲍赋劼;方乐;;槽道湍流中应变率张量的拉格朗日时间自相关研究[A];第九届全国流体力学学术会议论文摘要集[C];2016年
8 陈小平;窦华书;;马赫数对变比热容槽道湍流特性的影响研究[A];第九届全国流体力学学术会议论文摘要集[C];2016年
9 姚易辰;黄伟希;许春晓;;槽道湍流颗粒聚集形态研究[A];2016年全国环境力学学术研讨会摘要集[C];2016年
10 孙振生;Cédric Larricq;任玉新;;槽道湍流主动控制的直接数值模拟[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 王子约;“山寨”哈芬槽道如何铺上中国高铁[N];第一财经日报;2012年
2 中国国际问题研究院欧洲所所长 崔洪建;中欧需要在激浪湍流中相互支持[N];环球时报;2019年
3 周恒;力学的世纪难题——湍流[N];中国航空报;2013年
4 沈英甲;冲击世纪科学难题——湍流的尝试[N];中国航空报;2013年
5 郭志平;研究湍流的后起之秀[N];浙江日报;2000年
6 李燕;汇集杰出人才 冲击世纪难题[N];科技日报;2010年
7 本报驻巴西利亚记者 张峻榕;秘鲁总统辞职背后的政治湍流[N];文汇报;2018年
8 本报记者 宋茜 郑颖 张武明;越过湍流是坦途[N];江西日报;2009年
9 本报记者  陈妍;空客:在湍流中飞行[N];国际商报;2006年
10 记者王春;国际湍流论坛再掀漩流[N];科技日报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭双喜;槽道湍流中颗粒弥散及电除尘应用的数值研究[D];华中科技大学;2010年
2 杨子轩;旋转槽道湍流流动及热特性和大涡模拟模式研究[D];清华大学;2012年
3 库晓珂;槽道和圆管中柱状粒子两相流的研究[D];浙江大学;2009年
4 梅栋杰;槽道湍流的展向振荡电磁力减阻[D];南京理工大学;2011年
5 栗晶;水平槽道气固两相湍流变动的PIV实验研究和直接数值模拟[D];华中科技大学;2010年
6 李健;槽道湍流中亚谐型低速条带失稳和演化的数值研究[D];南京理工大学;2015年
7 肖红林;剪切修正的亚格子模型及其在湍流研究中的应用[D];天津大学;2009年
8 党进锋;受限空间内双向涡流雷诺应力方向性特性研究[D];哈尔滨工程大学;2016年
9 陈槐;封闭槽道紊流相干结构研究[D];清华大学;2015年
10 周全;利用重正化群方法研究旋转湍流的统计性质[D];中国科学技术大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 肖红林;槽道湍流的大涡模拟[D];天津大学;2004年
2 朱凤琦;低雷诺数条件下可压缩槽道湍流的大涡模拟[D];哈尔滨工业大学;2012年
3 郭大为;带壁面抽吸的槽道湍流大涡模拟[D];天津大学;2005年
4 何森棋;竖直槽道内气粒两相湍流的模型与模拟[D];华中科技大学;2007年
5 朱龙;槽道流动的标度特性和湍流特性研究[D];上海应用技术学院;2015年
6 翁磊;三维槽道内气粒两相湍流的大涡模拟与统计[D];华中科技大学;2004年
7 薛晨阳;低水头槽道水轮机性能与设计数值研究[D];哈尔滨工程大学;2015年
8 万震;城际轨道交通铁路隧道内预埋槽道研究[D];青岛科技大学;2018年
9 李智明;电气化铁路接触网隧道内预埋槽道论和试验研究[D];华中科技大学;2013年
10 周吉;液体通流微小槽道内逸出气泡动力学行为的数值模拟[D];重庆大学;2011年
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