基于OpenFOAM的真实流体模型库及均相求解器开发

发布时间：2021-08-11 05:55

　　为了正确认识高压环境下的流体非理想性特征,及其对于低温射流喷雾过程的影响作用,将多种不同真实流体模型写入到开源CFD程序OpenFOAM仿真平台中,编译形成具有广泛通用性的真实流体热物理模型库;并将高压下真实流体特征的影响引入到压力修正算法中;开发出适用于描述超临界环境下低温流体流动过程的均相求解器。对高压下流体热物理性质的非理想性,以及超临界环境下的低温液氮射流喷注过程进行研究。结果表明:高压下的真实流体效应主要体现在低温区域,本文所建立的模型库可以在任意热力学状态范围内正确预测流体热物性;基于此模型库所开发的均相求解器可正确预测超临界环境下低温射流的详细流动特征和结构,而理想气体模型则会大幅低估射流核心区密度分布,中心线上误差高达68.9%;综合考虑计算精度和效率,PR EoS及相关模型更适合于这类超临界流动问题的求解;低温射流跨临界喷注中局部区域所发生的虚假沸腾现象会导致射流温升速率降低、体积膨胀速率加快;射流核心区压缩因子明显<1,在数值仿真时必须考虑高压环境下的真实流体效应。 

【文章来源】：推进技术. 2020,41(08)北大核心EICSCD

【文章页数】：12 页

【文章目录】：
1 引言
2 数值模型及求解方法
    2.1 控制方程
    2.2 湍流模型
    2.3 真实流体模型
        2.3.1 真实流体状态方程
        2.3.2 热力学性质
        2.3.3 输运性质——粘度
        2.3.4 输运性质——导热率
    2.4 数值求解方法
    2.5 真实流体热物理模型库开发
    2.6 均相求解器开发
3 计算结果分析
    3.1 流体热物理性质计算及分析
    3.2 低温射流喷注过程数值仿真及分析
4 结论



本文编号：3335590