湍流場(chǎng)協(xié)同模型及減阻應(yīng)用.pdf

1、湍流流動(dòng)中，由于各類阻力、摩擦的原因，流體在流動(dòng)中機(jī)械耗散的增加逐步增強(qiáng)，從而導(dǎo)致流體流動(dòng)過程中壓降和速度的損失，產(chǎn)生過多的非必要損耗。本文從場(chǎng)協(xié)同理論出發(fā)對(duì)這一問題進(jìn)行了研究，完成了以下主要工作。
　　1)根據(jù)不可壓縮湍流流動(dòng)的N-S方程、連續(xù)性方程，引入了雷諾平均和Favre平均，推導(dǎo)了不可壓縮湍流場(chǎng)協(xié)同模型;在該模型的基礎(chǔ)之上又引入了機(jī)械耗散函數(shù)這一基本概念以及變分法，進(jìn)而推導(dǎo)出了不可壓縮湍流場(chǎng)協(xié)同減阻的基本公式，定義了湍流

2、流動(dòng)中的場(chǎng)協(xié)同角以及完全協(xié)同流場(chǎng)的概念。
　　2)利用CFD方法，對(duì)建立的模型進(jìn)行了驗(yàn)證。通過經(jīng)典的后臺(tái)階流動(dòng)計(jì)算案例，采用水這一不具有可壓縮性的介質(zhì)在湍流流動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行了計(jì)算。加入編寫的UDF程序，在基本流動(dòng)計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行場(chǎng)協(xié)同分析和計(jì)算，驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型的可行性。
　　3)根據(jù)推導(dǎo)的場(chǎng)協(xié)同減阻模型以及計(jì)算的完全協(xié)同流場(chǎng)的結(jié)果，以完全協(xié)同流場(chǎng)的計(jì)算結(jié)果為優(yōu)化的最終目標(biāo)，嘗試尋找一種優(yōu)化流體流動(dòng)的方式，減小流動(dòng)阻力。根據(jù)協(xié)