基于SIMPLE算法的三維湍流流場(chǎng)數(shù)值模擬方法的研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展對(duì)葉輪機(jī)械的性能提出了越來越高的要求，正確掌握葉輪機(jī)械內(nèi)部流場(chǎng)的分布是優(yōu)化葉輪機(jī)械設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。相比試驗(yàn)方法與理論計(jì)算方法，數(shù)值模擬方法有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。本文對(duì)廣泛應(yīng)用于數(shù)值模擬的SIMPLE算法及數(shù)值模擬中相關(guān)的技術(shù)細(xì)節(jié)展開論述，編制了相應(yīng)的湍流流動(dòng)數(shù)值模擬程序，并應(yīng)用于算例的計(jì)算當(dāng)中。 根據(jù)葉輪機(jī)械內(nèi)部流場(chǎng)特點(diǎn)，建立了相關(guān)數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出三維任意曲線坐標(biāo)系下的控制方程及壓力修正方程，并在有限控制體上進(jìn)行離散。采用S

2、IMPLE算法，以壓力為基本求解變量，并利用密度延遲修正方法將SIMPLE算法擴(kuò)展到可壓縮流動(dòng)的計(jì)算。使用非交錯(cuò)網(wǎng)格使程序更加簡(jiǎn)潔通用，運(yùn)用Rhie和Chow提出的動(dòng)量插值法消除由非交錯(cuò)網(wǎng)格所產(chǎn)生的非物理性壓力振蕩現(xiàn)象。使用標(biāo)準(zhǔn)足-s湍流模型對(duì)粘性流場(chǎng)進(jìn)行模擬，對(duì)于固體壁面附近的區(qū)域采用壁面函數(shù)法處理。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)k-s湍流模型的缺陷進(jìn)行了分析，并討論了在標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型基礎(chǔ)上新發(fā)展的一些模型。對(duì)對(duì)流項(xiàng)差分格式對(duì)求解的精度、收斂性的影響進(jìn)行