强吸气旋转圆筒壁面湍流边界层建模及计算

发布时间：2023-04-01 02:10

　　提出了湍流边界层的一种简单、快速计算方法,用以求解强吸气作用下旋转圆筒表面边界层流动.首先,理论分析了同心圆筒间的旋转流体运动,外筒静止、内筒旋转且为多孔吸气条件.强吸气情况下旋转流动主要表现为内筒壁面附近的边界层流动,基于这一事实得到了周向速度分布的解析表达式.其次,通过引入新参数扩展Cebeci-Smith代数湍流模型,使其能考虑流线曲率、壁面吸气、低Reynolds数效应等因素.针对这些因素的综合影响,采用解析修正和经验参数对模型进行调整.同时,基于Reynolds应力湍流模型的仿真结果,校准代数湍流模型中的经验参数.最后,给出基于广义Cebeci-Smith湍流模型的旋转壁面边界层流动的迭代算法,该算法适用于需要特殊迭代过程的轴向及周向流动均匀情况.计算了不同旋转速度和吸气强度组合工况下的边界层流动,其周向速度和湍流强度分布与基于Reynolds应力湍流模型的计算结果非常接近.并且表明,当Reynolds应力湍流模型数值模拟预测内筒边界层为稳定层流时,该方法也再现了相同初始条件下的层流边界层.

【文章页数】：11 页

【文章目录】：
引言
1 强吸气壁面旋转流动速度分布的解析表达式
    1.1 基本假设与无量纲参数化
    1.2 圆筒表面摩擦应力
2 代数湍流模型
    2.1 湍流黏性的基本关系式
    2.2 外层湍流黏性公式的修正
    2.3 流线曲率和壁面吸气所对应的经验参数选取
3 算法及验证
    3.1 迭代计算过程
    3.2 迭代计算方法的验证
4 结论



本文编号：3776250