環(huán)境模擬實驗室中利用阻尼網形成大氣近地面層的研究.pdf

1、本文以某環(huán)境模擬實驗室為研究對象,采用數(shù)值模擬與實驗研究相結合的方法，研究利用阻尼網在實驗室模型實驗區(qū)內形成中性大氣近地面層的可行性。
　　 數(shù)值模擬使用商用CFD軟件進行計算，采用k-ε雙方程湍流模型對所研究的問題進行求解。為解決由于阻尼網較薄和風機與實驗室耦合計算而導致的網格單元總數(shù)龐大的問題．一方面根據(jù)Forchheimer方程，將阻尼網作為多孔介質進行處理；另一方面對風機模型與實驗室模型分別進行數(shù)值求解，風機對實驗室流場

2、的影響通過速度Profile來實現(xiàn)。在強烈影響流動的多孔介質區(qū)域和模型實驗區(qū)域進行了阿格加密處理,總阿格數(shù)為1924180。此外，在確定定孔隙率阻尼網的布置方案時，采用變孔隙率阻尼網作為指導，孔隙率的變化方式由UDF控制。同時，在模型實驗區(qū)內部，選取特征截面進行布點測量，并將實測結果與數(shù)值模擬結果進行了比較分析。
　　 數(shù)值模擬與實驗研究的結果表明，在CFD軟件中，阻尼網可以采用多孔介質模型進行研究；可以利用定孔隙率阻尼網在短實

3、驗段內實現(xiàn)風速廓線；在保證進口流量相等的情況下，不同流動特性的來流在通過阻尼網后，在阻尼阿下游幾乎可以得到相同流動特征的流場，即可以忽略來流特性對下游流場造成的影響。一般而言，阻尼網阻力越太，來流特性對下游流場的影響越小，但這樣也會大大削弱氣流的能量。另外，由于定孔隙率阻尼網的組合會造成阻尼阿截面高度方向上阻力的不均勻性，在阻力突變的位置，阻尼阿下游會出現(xiàn)湍流強度突然變大的峰值現(xiàn)象，但由于湍流的耗散作用，隨著下游距離的增大，峰值會逐漸消