三维湍流流场数值计算方法的研究

发布时间：2017-03-29 11:08

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【摘要】：本文采用SIMPLE方法,以压力为基本求解变量对三维可压缩湍流流场进行数值求解,并采用密度延迟修正将SIMPLE算法扩展到可压缩流动的计算。给出了三维任意曲线坐标系下的控制方程并对其进行离散。推导了压力修正方程在有限控制体上的离散方程。 运用非交错网格技术,利用Rhie和Chow的“动量插值法”进行非物理性压力振荡的消除,以笛卡儿速度分量为动量方程的求解变量进行数值计算。 使用标准κ-ε湍流模型来进行湍流流动的模拟。给出了控制方程在Reynolds时间平均与Favre质量加权平均下的比较。讨论了由于曲率和旋转的影响对标准κ-ε湍流模型的修正方法。考虑了高Re数κ-ε模型和壁面函数法边界条件的处理问题。 讨论了TVD类型的MUSCL格式的实施方法。 运用网格生成技术的代数方法生成三维双圆弧叶栅通道和三维喷管物理网格。 开发程序对三维双圆弧叶栅通道和三维喷管内的湍流流动进行了数值模拟。
【关键词】：SIMPLE方法 三维 湍流流动 非交错网格 MUSCL
【学位授予单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：O357.5
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 符号说明5-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 计算流体力学的发展9-10
• 1.2 求解流体流动控制方程的计算方法10-12
• 1.3 对流项差分格式12-14
• 1.4 湍流模型14-15
• 1.5 叶轮机械流场计算的研究现状15-17
• 1.6 本文的主要研究内容17-18
• 第二章 湍流流动控制方程18-29
• 2.1 基本控制方程18-20
• 2.2 湍流模型20-21
• 2.3 控制方程在 Reynolds时间平均与 Favre质量加权平均下的比较21-23
• 2.4 直角坐标系中标准k-ε模型的控制方程23-25
• 2.5 k-ε湍流模型修正25-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第三章 三维湍流流场的计算方法29-50
• 3.1 任意曲线坐标系下流场控制方程的转换和离散29-37
• 3.1.1 坐标变换29-31
• 3.1.2 基于有限体积法的控制方程离散31-37
• 3.2 SIMPLE算法及压力修正37-43
• 3.2.1 SIMPLE算法及其计算步骤37-39
• 3.2.2 压力修正方程39-42
• 3.2.3 非物理压力振荡的消除42-43
• 3.3 可压缩流动的计算43-46
• 3.4 边界条件及源项的处理46-49
• 3.4.1 k，ε方程中边界条件及源项的处理46-48
• 3.4.2 其他边界条件48-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第四章 对流项高阶差分格式50-58
• 4.1 满足有界性条件的高阶组合格式50-53
• 4.2 TVD类型的 MUSCL格式53-57
• 4.2.1 TVD的概念53-54
• 4.2.2 MUSCL格式及其在三维湍流流场计算中的实施54-57
• 4.3 本章小结57-58
• 第五章 程序及流场计算结果分析58-67
• 5.1 程序流程图58-59
• 5.2 流场数值模拟59-67
• 5.2.1 网格59-61
• 5.2.2 数值模拟结果及分析61-67
• 第六章 结论及展望67-68
• 攻读硕士期间发表的学术论文68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-78
• 西北工业大学学位论文知识产权声明书78
• 西北工业大学学位论文原创性声明78

【引证文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 邓锐;阻流板对双体船水动力性能影响的数值研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 李刘苗;海天背景目标红外辐射特性研究[D];西安电子科技大学;2011年

2 朱微;带中坎消力池水力特性数值模拟[D];重庆交通大学;2011年

3 向毅;轴流式水轮机蜗壳不均匀出流对机组稳定性的影响[D];华中科技大学;2009年

4 蔡松;低热值煤层气燃烧器结构设计及优化的研究[D];重庆大学;2011年

5 谭子骏;非稳态污染物对建筑小区影响的数值模拟[D];天津大学;2007年

6 张吉涛;透平式气马达叶栅气动设计与数值模拟的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

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本文编号：274322