防风网减风效果数值模拟的关键参数研究

发布时间：2021-11-07 16:48

　　数值模拟作为防风网减风效果研究的重要手段,是高效率求解问题的计算方法。然而关于防风网风场的数值模拟研究中现仍有很多不完善的地方和不确定性的因素:首先,缺少可靠的收敛准则、统一的计算域和网格剖分等关键技术标准;其次,当防风网板用多孔阶跃模型代替时,其关键参数惯性阻力系数仅有经验公式参考,可信性和通用性还有待进一步研究;最后,对数值模拟和风洞实验研究中雷诺数效应的讨论还比较少。本文在前人研究基础上,利用CFD软件Fluent模拟了防风网减风效果及流场形态。首先,对二维和三维一字型网遮挡下的流场进行模拟,通过分析网后风速的波动情况,明确了适用于本研究的收敛准则和迭代计算步数。之后,以网后测点的风速值作为对比数据,系统性地确定了所需要的计算区域、计算单元剖分、边界条件等关键参数。其次,通过多孔阶跃模型的动量方程,在已知实体网板的速度-压力降特性后,得到了多孔阶跃模型的惯性阻力系数。最后,数值模拟结合风洞实验,提取多个断面的体积流量,绘制雷诺数-总风速折减率关系曲线,发现雷诺数在一定范围内发生变化时,防风网遮蔽效果会有差别,超过此范围则雷诺数效应不明显,最终得出了模型雷诺数临界值的大小。本文还建... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
    1.3 研究意义
    1.4 本文主要研究内容
2 数值模拟理论和技术
    2.1 流体基本概念
        2.1.1 层流和湍流
        2.1.2 可压流体与不可压流体
        2.1.3 定常流动与非定常流动
        2.1.4 流体力学的基本控制方程
    2.2 防风网的数值模拟概述
        2.2.1 计算流体力学
        2.2.2 湍流模型的选取
        2.2.3 防风网模拟计算后处理
    2.3 数值模拟关键参数介绍
        2.3.1 迭代计算步数
        2.3.2 网格剖分
        2.3.3 计算区域
        2.3.4 边界条件
        2.3.5 惯性阻力系数
        2.3.6 雷诺数
3 防风网二维数值模拟的关键技术研究
    3.1 二维一字型网数值模拟
        3.1.1 二维一字型网计算收敛的迭代计算步数
        3.1.2 二维一字型网的网格剖分
        3.1.3 二维一字型网的计算区域
        3.1.4 小结
    3.2 二维防风网板的多孔阶跃模型
4 防风网三维模拟的关键技术研究
    4.1 三维一字型网数值模拟
    4.2 三维防风网板的多孔阶跃模型
        4.2.1 模型网格处理
        4.2.2 三维防风网板的惯性阻力系数
        4.2.3 多孔阶跃边界条件的流场分析
        4.2.4 不同板型的网后风速分析
        4.2.5 小结
5 数值模拟的验证
    5.1 风洞实验
    5.2 数值模拟与风洞实验的对比
        5.2.1 不同风剖面下数值模拟与风洞实验的对比
        5.2.2 不同开孔率下数值模拟与风洞实验的对比
        5.2.3 小结
6 雷诺数对流场结构的影响
    6.1 相同雷诺数的验证
    6.2 不同雷诺数下防风网遮蔽效果与风洞实对比
    6.3 不同雷诺数下防风网监测点速度变化
    6.4 小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢



本文编号：3482205