基于气体动理学格式的自由射流数值模拟

发布时间：2021-11-25 14:54

　　介绍了基于BGK方程（Bhatnagar-Gross-Krook）的气体动理学格式（Gas Kinetic Scheme,GKS）数值算法。给出了自由射流的物理模型以及不同边界的处理方式,同时进行了网格无关性验证。通过运用气体动理学格式对自由射流进行数值模拟得到了射流流场及流线特征,同时得到中心轴线速度衰减规律,不同截面无量纲流向速度的相似性,满足自由射流的规律。气体动理学格式得到的射流速度场,不同截面无量纲流向速度等与N-S方程的模拟结果基本相同,说明气体动理学格式可用于自由射流问题的数值模拟。 

【文章来源】：工程热物理学报. 2019,40(07)北大核心EICSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图１射流示意图??Ｆｉｇ．?１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｊｅｔ?ｆｌｏｗ??

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４０ｘ４００三种尺寸，研究计算??结果的网格敏感性。数值计算采用结构化网格以保??证具有较好的收敛性质。网格单元尺寸和数目信息??如表１所示。??表１网格无关性验证所用网格信息??Ｔａｂｌｅ?１?Ｇｒｉｄ?ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｕｓｅｄ?ｆｏｒ?ｇｒｉｄ??ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ?ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ??网格??单元尺寸／ｍｍ??单元数??５６ｘ１６０??２．５０??８９６０??１１２ｘ３２０??１．２５??３５８４０??１４０ｘ４００??１．００??５６０００??图３为三种计算网格下的流向速度云图。在图??３中可以看出：在５６ｘ１６０网格数下，流向速度云图??等值线呈现锯齿状，不是连续的光滑曲线，不能很??好捕捉流场；随着网格密度的增加，数值模拟精度??也逐渐提高，速度等值线变为连续的光滑曲线；但??网格数从１１２ｘ３２０变化到１４０ｘ４００，数值模拟结果??改善不明显．??图４为三种计算网格下的中轴线流向速度图，??从图４可以看出１１２ｘ３２０网格和１４０ｘ４００网格的轴??线速度衰减一致，轴线速度基本相同，但５６ｘ１６０网??格与其他网格差异性较大。经过模拟对比和网格无??０?０．０５?０．１０?０．１５?０．２０?０．２５?０．３０?０．３５?０．４０??（ａ）网格数５６ｘ１６０??（ａ）?Ｎｕｍｂｅｒ?ｏｆ?ｇｒｉｄｓ?ｉｓ?５６ｘ１６０??０?０．０５?０．１０?０．１５?０．２０?０．２５?０．３０?０．３５?０．４０??（ｂ）网格数?１１２ｘ３２０??（ｂ）?Ｎｕｍｂｅｒ?ｏｆ?ｇｒｉｄｓ?ｉｓ?１１２ｘ３２０??（ｃ）网格数?１４０ｘ４００??（ｃ）?Ｎｕｍｂｅｒ?ｏｆ?ｇ


本文编号：3518367