带坡道转换的浊流的大涡模拟研究

发布时间：2022-09-30 20:52

　　大涡模拟（LES）是重要的研究含颗粒物重力流（浊流）的模拟方法之一,它能够得到比雷诺平均法（RANS）更多的流动信息,又比直接数值模拟（DNS）节约计算资源。至今还未发现采用LES对带坡道转换的浊流进行模拟,本研究采用Dynamic Smagorinsky（DS）和WALE亚格子模型的LES和RANS k-ε模型对带坡道转换的浊流实验进行了模拟,依据实验数据对比分析了带坡道转换的浊流的二维和三维LES的密度云图、坡上坡下截面速度、浓度和深度平均速度、浓度、厚度以及断面比能、密度弗雷德数和整体理查德森数等反映流动特征的参数,最后分析了多次浊流沉积模拟与实验的差别,得出如下结论:（1）二维LES模拟涡旋在纵向过分延伸,导致模拟的流动速度慢于实验,并且断面速度、浓度和深度平均浓度、速度、厚度与实验数据偏差较大,甚至还不如k-ε模型模拟效果;（2）相比于二维模拟,三维LES模拟更能定性地体现出与实验相似的大尺度涡旋现象,且三维LES DS模拟和实验的断面速度浓度和深度平均浓度、速度、厚度都较为吻合,优于LES WALE模拟;（3）相比于WALE模型,LES DS模型的三维模拟能更清晰地通过断面... 

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

010年蒙特塞拉特的SoufriereHills火山爆发产生的高密度微小颗粒物在空气中流动形成的重力流（据Cole2014）

共分成五段（Ta块状段、Tb平行纹层段、Tc流水波纹层段、Td下部平行纹层段和Te浊流间的泥岩段）的鲍玛沉积序列模式图（据BoumaAH.1962）

典型浊流的头部和躯干结构及断面速度（左端蓝色曲线）和密度（灰色虚线）示意图（据Meiburg&Kneller2010）

【参考文献】：
期刊论文
[1]东海陆坡海底峡谷—扇体系沉积特征及物质搬运[J]. 赵月霞,刘保华,李西双,崔爱菊,韩国忠,华清峰,胡广海.  古地理学报. 2011(01)
[2]洪水型浊流砂体形成及分布的沉积模拟实验[J]. 刘忠保,龚文平,王新海,张春生,罗顺社,江山.  石油与天然气地质. 2008(01)
[3]浊流成因海底沉积波形成机理及其数值模拟[J]. 姜涛,解习农,汤苏林,张成,杜学斌.  科学通报. 2007(16)
[4]浊流形成条件的水动力学模拟及其在储层预测方面的作用[J]. 姜涛,解习农,汤苏林.  地质科技情报. 2005(02)
[5]库车坳陷上三叠统的浊流沉积及石油地质意义[J]. 李文厚,周立发,符俊辉,赵文智,薛良清,靳久强.  沉积学报. 1997(01)
[6]酒西盆地下白垩统下沟组重力流水下扇沉积[J]. 端木合顺,朱莲芳.  沉积学报. 1990(02)

博士论文
[1]剪切修正的亚格子模型及其在湍流研究中的应用[D]. 肖红林.天津大学 2009
[2]不可压缩湍流大涡模拟研究[D]. 邓小兵.中国空气动力研究与发展中心 2008

硕士论文
[1]应用大涡数值计算模拟水下重力流的初步研究[D]. 叶家盛.安徽工业大学 2014
[2]适用于模拟水下重力流的湍流模型的比较研究[D]. 王春凌.安徽工业大学 2012
[3]大涡模拟应用研究及光船气动性能分析[D]. 郭良民.国防科学技术大学 2005



本文编号：3684256