水下异重流大涡模拟研究

发布时间：2024-03-15 19:41

　　异重流是指两种密度不同但可相互混掺的流体间发生的分层运动现象。当环境流体为水时称为水下异重流,是众多异重流中极为经典的一类,普遍存在于众多自然界水体和人工水体中,如水库水体分层、沉砂池、冷却池、河口港湾等,其涉及面广,现象丰富多样,且产生机理和运动过程十分复杂。掌握水下异重流的形成机理和运动规律可为泥沙淤落、污染物扩散运输、河湖入海口水体相混等诸多问题的深入研究提供理论支撑。流体间相对运动产生的剪切力使得流体接触面附近区域紊动变强,涡结构急剧增加,这对水下异重流的形成和发展有着极其重要的作用。因此在研究水下异重流运动时,需对涡结构信息进行精确、细致地捕捉。大涡模拟是一种研究水下异重流的重要方法,它以特定的滤波方式将湍流涡结构过滤分成两种,分别为可解大尺度和不可解小尺度湍流涡。不可解小尺度湍流涡是通过建立封闭方程模型的方式求得该部分涡结构对湍流整体的作用,而可解大尺度涡则是直接求解不可压缩Navier-Stokes方程,保留了较大涡结构信息,可以较为精确地反映湍流内部一定尺度范围内的流动特征。本文采用三维大涡模拟方法对Islam等[24]人的经典异重流试验进行建模计算,经过分析主要得到以...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1不同流体环境中的异重流

西安理工大学硕士学位论文2（a）生活中常见的沙尘暴天（b）含泥沙水体在湖底潜行（c）河湖入海口含颗粒异重流（d）异重流汇入口图1-1不同流体环境中的异重流Fig.1-1Densitycurrentsindifferentfluidenvironments水下异重流现象作为流体力学....

图1-2异重流示意图

的Ｄ馊?蠓矫娴难芯俊Ｏ挛慕?诱馊?矫娑怨?内外水下异重流的研究进展分别进行论述，具体为发生异重流现象的条件和基本理论、异重流的物理试验研究进展和数值模拟研究进展，旨在尽量详细充分的评述水下异重流的以往研究历程和当前研究进展。1.2.1异重流基本理论和发生的条件异重流的定义是一种流....

图1-3Parker等异重流试验装置图[19]

第一章绪论5（a）试验装置实物图（b）试验装置示意图图1-3Parker等异重流试验装置图[19]Fig.1-3ExperimentaldiagramofParkeretal1.2.3异重流数值模拟研究进展雷诺平均方程法（RANS）的核心思想是将湍流瞬时量分为雷诺平均分量和脉动分....

图2-1CFD求解流程图

第二章大涡模拟理论基础及方法介绍92大涡模拟理论基础及方法介绍2.1数值模拟技术伴随着电子计算机性能的大幅度提升，计算能力也飞速提升，近年来数值模拟技术不断地更新、扩展和完善，在工程、物理、化学及数学等各方面的应用均得到了迅猛发展。与实验模型试验对比，数值模拟方法具有包括适用范围....

本文编号：3928773