带沟槽结构的平板流动中的熵产分析

发布时间：2024-02-15 06:59

　　基于大涡模拟,采用Fluent软件对带沟槽结构的平板流动过程进行熵产分析,探究沟槽结构引起的熵产变化规律.结果表明:沟槽结构能减少流动过程中的熵产,在30 m·s^-1时(Re≈20 000),近壁区总熵产减少约25%, 40 m·s^-1时(Re≈27 000)减少约19%,但其结构对后续流动没有持续性影响,且随着法向高度的增加,影响逐渐变小;熵产在沟槽顶端部分的数值远大于其他区域,湍流作用引起的熵产起主要作用.所得结论为优化沟槽结构减阻提供了理论依据.

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【部分图文】：

图2局部网格

图1计算模型1.2数值方法

图1计算模型

选择角度为60°的V型对称沟槽结构,研究其对流动的影响.沟槽结构布置于计算域下壁面距进口20H处,流向布置20个沟槽结构,排列方式、几何形状、尺寸等如图1所示.模型中流体从右向左流动.图2局部网格

图3y+验证

计算域网格剖分形式采用H型,网格如图2所示.分别采用了1×106、1.3×106、1.6×106、1.9×106、2.2×106网格进行划分,通过网格划分使其y+<1,网格总数通过无关性验证确定为1.9×106,流向、展向、法向分别对应的网格节点数为440×40×140,....

图4网格无关性验证

图3y+验证上下壁面设置为无滑移壁面,其他设置为周期性边界条件.工质为空气.考虑到湍流中存在旋涡等结构,湍流模型采用带旋转修正的realizablek-ε模型,采用标准壁面函数,二阶迎风格式.基于上述模拟得到的流场作为LES的初场,考虑涡结构演化中大尺度到小尺度的整体能量输运....

本文编号：3899415