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二维掺气水舌的数值模拟研究

发布时间:2018-05-23 17:06

  本文选题:大涡模拟 + SPH ; 参考:《华北电力大学(北京)》2017年硕士论文


【摘要】:本文对二维掺气水舌的数值模拟做了多方面的工作,可归纳为以下三个部分:第一部分文为掺气水舌的大涡模拟研究。根据大涡模拟的基本原理对掺气水舌进行分析研究,建立掺气水舌的大涡模拟数值模型。基于大涡模拟数值模型得到的位置、挑距、速度大小和速度方向等结果图,与原型观测数据进行对比分析,得到一个较为直观的掺气水舌的运动状态及运动特性结果。第二部分为掺气水舌的SPH数学模型。本文对空气阻力设定了一个符合本文SPH模型的表达方程式,并根据本文的假定的自由表面判断依据,设定了一个用于计算空气阻力的示性函数。本文考虑水舌扩散和掺气的条件下,对于掺气水舌的运动微分方程,提出了挑流水舌运动参数的SPH数值解法。第三部分为掺气水舌的SPH数学模型实例研究。根据水气两相流运动方程,建立了二维掺气水舌的SPH数值模型,提出了掺气水舌的二维SPH数值解法,刻画了挑流水舌与空气的相互作用,模拟了挑流水舌的掺气过程,以及掺气水舌的厚度随其曲线坐标的变化关系,其模拟结果与原观数据基本一致,验证了挑流水舌SPH模型的有效性和可靠性。
[Abstract]:In this paper, the numerical simulation of two dimensional aerated water tongue has been done in many aspects, which can be summarized into the following three parts: the first part is the study of large eddy simulation of aerated water tongue. According to the basic principle of large eddy simulation, the large eddy simulation numerical model of aerated water tongue is established. Based on the result diagrams of position, pitch, velocity and velocity direction obtained from the numerical model of large eddy simulation, the results of motion state and motion characteristic of aerated water tongue are obtained by comparing with the observation data of prototype. The second part is the SPH mathematical model of aerated water tongue. In this paper, an expression equation of air resistance is set up in accordance with the SPH model in this paper. According to the assumption of free surface judgment in this paper, an indicative function for calculating air resistance is set up. Under the condition of diffusion and aeration of water tongue, a SPH numerical solution of the motion parameters of water tongue is proposed for the differential equation of motion of aerated water tongue. The third part is an example of SPH mathematical model of aerated water tongue. According to the equation of motion of two phase flow of water and gas, the SPH numerical model of two dimensional aerated water tongue is established, and the two dimensional SPH numerical solution of the aerated water tongue is put forward. The interaction between the air and the air is described, and the aeration process of the air driven water tongue is simulated. The relationship between the thickness of aerated water tongue and its curvilinear coordinates shows that the simulation results are in good agreement with the original data, which verifies the validity and reliability of the SPH model.
【学位授予单位】:华北电力大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TV135.2

【参考文献】

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本文编号:1925615

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