利用能量最小多尺度模型预测圆射流的速度分布
发布时间：2019-10-12 13:08
【摘要】：将能量最小多尺度(EMMS)模型拓展到圆射流的研究.利用圆射流的稳定性条件,预测圆射流的流速分布.分析表明,湍流圆射流的速度分布指数为1.94.通过与实验结果的对比分析,EMMS模型的平均误差和最大误差分别是-0.69%和-10.57%,低于传统的Gauss分布解、Tollmien解和G?rtler解.
【图文】：
１圆射流断面速度分布假定圆射流在主体段射流充分发展区域，各断面的流速分布存在相似关系，如图１所示，即［７］ｕｕｍ＝ｆｒｂ（）ｅ（１）式中：ｂｅ为射流断面的特性半厚度；ｕ为射流ｘ方向速度，该处的流速为轴心速度ｕｍ的１／ｅ；ｒ为空间坐标．图１圆射流Ｆｉｇ．１Ｒｏｕｎｄｊｅｔ由于实验结果为速度分布类似于高斯正态分布［７］，所以从紊流随机性质考虑，假设合理的速度分布表达式为ｕ＝ｕｍｅ－ｒｎｂｅ（２）式中，ｎ为待定的变量（ｎ＞１）．注意到ｎ＝２时即为Ｇａｕｓｓ正态分布函数．２圆射流的基本流动特性分析对于圆射流，其轴心速度［７］ｕｍｕ０＝ａＤｘ（３）ｂｅ＝εｘ（４）式中：ａ为圆射流速度常数；Ｄ为圆射流出口直径；ｘ为空间坐标；ε为圆射流扩散系数．２．１圆射流的动能，动量和流量分析圆射流动能Ｅ＝∫∞０２πｒρｕｕ２２ｄｒ＝ρπｂ２ｅｕ３ｍ∫∞０ηｅ－３ηｎｄη＝ρπｂ２ｅｕ３ｍｅ（ｎ）（５）式中，ｅ（ｎ）＝∫∞０ｅ－３ηｎηｄη，是与变量ｎ有关的函数．动能沿流动方向的变化ｄＥｄｘ＝ρπｅ（ｎ）ｄ（ｂ２ｅｕ３ｍ）ｄｘ（６）圆射流动量Ｍ＝２π∫∞０ρｒｕ２ｄｒ＝２ρπｂ２ｅｕ２ｍ∫∞０ηｅ－２ηｎｄη＝２ρπｂ２ｅｕ２ｍｍ（ｎ）（７）式中，
（１４），，（１５）代入式（１８），则有Ｇ＝i幔拨力拢遥澹玻澹ǎ睿睿恚保玻ǎ睿瘢ǎ睿恚幔ǎ保梗┦街校遥澹溅眩酰埃摩蹋虼耍牧髟采淞鞯奈榷ㄐ蕴跫梢孕闯桑海牵ǎ睿剑澹ǎ睿睿恚保玻ǎ睿瘢ǎ睿恚幔ǎ玻埃唇峁治鲇胩致郏矗痹采淞鞫厦嫠俣确植嘉蟮迷采淞鞫厦娴乃俣确植迹允剑ǎ玻埃┪呕跫疾觳煌模钪导岸杂Φ模牵ǎ睿┲担玫饺缤迹菜镜那撸迹餐牧髟采淞鳎牵ǎ睿┯耄钪涞墓叵担疲椋纾玻牵ǎ睿觯澹颍螅酰螅睿妫铮颍簦酰颍猓酰欤澹睿悖澹颍铮酰睿洌辏澹舸油迹部梢钥闯觯孀牛畹脑龃螅牵ǎ睿┚讼壬仙笙陆档那魇疲保睿剑保梗词保牵ǎ睿┤〉米畲笾担褪撬担牧髟采淞鞫杂Φ乃俣确植迹睿剑保梗矗飧鏊俣确植妓坪跤耄睿剑驳模牵幔酰螅笳植己男问接兴煌郏罚荩恚玻矗仓嵝乃俣鹊谋浠媛筛菔剑ǎ保埃Ａ浚岷挺帕秸叩墓叵凳牵幡牛剑保福恚╥幔睿ǎ玻保└菔剑ǎ保玻砦凳拢剑瘢ǎ睿│牛ǎ玻玻┯纱说玫街嵝乃俣龋酰恚酰埃剑瘢ǎ睿é拢福恚╥幔睿模ǎ玻常┙睿剑保梗春停卜直鸫胧剑ǎ玻常玫剑牛停停幽Ｐ秃停牵幔酰螅蠓植级杂Φ闹嵝乃俣龋溆耄裕铮欤欤恚椋澹罱夂停清nｒｔｌｅｒ解的轴心速度，列于表１．表１４种模型的断面速度和轴心
【作者单位】： 上海海洋大学制冷工程系;
【基金】：上海市科学技术委员会科技支撑计划项目(13dz1203002)资助
【分类号】：O358
本文编号：2548081
【图文】：
１圆射流断面速度分布假定圆射流在主体段射流充分发展区域，各断面的流速分布存在相似关系，如图１所示，即［７］ｕｕｍ＝ｆｒｂ（）ｅ（１）式中：ｂｅ为射流断面的特性半厚度；ｕ为射流ｘ方向速度，该处的流速为轴心速度ｕｍ的１／ｅ；ｒ为空间坐标．图１圆射流Ｆｉｇ．１Ｒｏｕｎｄｊｅｔ由于实验结果为速度分布类似于高斯正态分布［７］，所以从紊流随机性质考虑，假设合理的速度分布表达式为ｕ＝ｕｍｅ－ｒｎｂｅ（２）式中，ｎ为待定的变量（ｎ＞１）．注意到ｎ＝２时即为Ｇａｕｓｓ正态分布函数．２圆射流的基本流动特性分析对于圆射流，其轴心速度［７］ｕｍｕ０＝ａＤｘ（３）ｂｅ＝εｘ（４）式中：ａ为圆射流速度常数；Ｄ为圆射流出口直径；ｘ为空间坐标；ε为圆射流扩散系数．２．１圆射流的动能，动量和流量分析圆射流动能Ｅ＝∫∞０２πｒρｕｕ２２ｄｒ＝ρπｂ２ｅｕ３ｍ∫∞０ηｅ－３ηｎｄη＝ρπｂ２ｅｕ３ｍｅ（ｎ）（５）式中，ｅ（ｎ）＝∫∞０ｅ－３ηｎηｄη，是与变量ｎ有关的函数．动能沿流动方向的变化ｄＥｄｘ＝ρπｅ（ｎ）ｄ（ｂ２ｅｕ３ｍ）ｄｘ（６）圆射流动量Ｍ＝２π∫∞０ρｒｕ２ｄｒ＝２ρπｂ２ｅｕ２ｍ∫∞０ηｅ－２ηｎｄη＝２ρπｂ２ｅｕ２ｍｍ（ｎ）（７）式中，
（１４），，（１５）代入式（１８），则有Ｇ＝i幔拨力拢遥澹玻澹ǎ睿睿恚保玻ǎ睿瘢ǎ睿恚幔ǎ保梗┦街校遥澹溅眩酰埃摩蹋虼耍牧髟采淞鞯奈榷ㄐ蕴跫梢孕闯桑海牵ǎ睿剑澹ǎ睿睿恚保玻ǎ睿瘢ǎ睿恚幔ǎ玻埃唇峁治鲇胩致郏矗痹采淞鞫厦嫠俣确植嘉蟮迷采淞鞫厦娴乃俣确植迹允剑ǎ玻埃┪呕跫疾觳煌模钪导岸杂Φ模牵ǎ睿┲担玫饺缤迹菜镜那撸迹餐牧髟采淞鳎牵ǎ睿┯耄钪涞墓叵担疲椋纾玻牵ǎ睿觯澹颍螅酰螅睿妫铮颍簦酰颍猓酰欤澹睿悖澹颍铮酰睿洌辏澹舸油迹部梢钥闯觯孀牛畹脑龃螅牵ǎ睿┚讼壬仙笙陆档那魇疲保睿剑保梗词保牵ǎ睿┤〉米畲笾担褪撬担牧髟采淞鞫杂Φ乃俣确植迹睿剑保梗矗飧鏊俣确植妓坪跤耄睿剑驳模牵幔酰螅笳植己男问接兴煌郏罚荩恚玻矗仓嵝乃俣鹊谋浠媛筛菔剑ǎ保埃Ａ浚岷挺帕秸叩墓叵凳牵幡牛剑保福恚╥幔睿ǎ玻保└菔剑ǎ保玻砦凳拢剑瘢ǎ睿│牛ǎ玻玻┯纱说玫街嵝乃俣龋酰恚酰埃剑瘢ǎ睿é拢福恚╥幔睿模ǎ玻常┙睿剑保梗春停卜直鸫胧剑ǎ玻常玫剑牛停停幽Ｐ秃停牵幔酰螅蠓植级杂Φ闹嵝乃俣龋溆耄裕铮欤欤恚椋澹罱夂停清nｒｔｌｅｒ解的轴心速度，列于表１．表１４种模型的断面速度和轴心
【作者单位】： 上海海洋大学制冷工程系;
【基金】：上海市科学技术委员会科技支撑计划项目(13dz1203002)资助
【分类号】：O358
本文编号：2548081
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