基于渦粘模型的擴(kuò)壓器湍流分離流動(dòng)的數(shù)值模擬研究.pdf

1、擴(kuò)壓器內(nèi)部的流動(dòng)在工程應(yīng)用中較為常見(jiàn),并包含了流體力學(xué)典型的分離流動(dòng)特征,即壓力驅(qū)動(dòng)流體從光滑壁面分離,沿流道斜面產(chǎn)生逆向壓力梯度,會(huì)在擴(kuò)壓器后部區(qū)域形成一個(gè)不穩(wěn)定的分離泡。當(dāng)邊界層發(fā)生分離時(shí),大量能量高的流體與能量低的流體相互混合,造成流動(dòng)動(dòng)能、勢(shì)能的損失以及流體機(jī)械效率的下降。因此,在流體力學(xué)的工程應(yīng)用中,應(yīng)用湍流模型準(zhǔn)確模擬擴(kuò)壓器內(nèi)部分離流動(dòng),并開(kāi)展湍流模型的適應(yīng)性研究,對(duì)擴(kuò)壓器流體力學(xué)的精確設(shè)計(jì)及降低流動(dòng)阻力,既具有較強(qiáng)的理論指

2、導(dǎo)意義又具有較高的實(shí)用價(jià)值。
　　本文分別建立了二維、三維擴(kuò)壓器流動(dòng)的物理模型和數(shù)學(xué)模型,主要采用三種渦粘模型對(duì)擴(kuò)壓器內(nèi)流問(wèn)題進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。運(yùn)用模型,并分別采用了六套不同的計(jì)算網(wǎng)格,對(duì)二維擴(kuò)壓器流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比,選出計(jì)算精度高且最為合理的網(wǎng)格系統(tǒng)。采用標(biāo)準(zhǔn)模型結(jié)合兩種壁面函數(shù)法對(duì)二維擴(kuò)壓器流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比表明,兩種壁面函數(shù)法的計(jì)算結(jié)果相差不大,且都不能模擬出流動(dòng)的分離現(xiàn)象,計(jì)算精度較低。采用標(biāo)

3、準(zhǔn)模型、低雷諾數(shù)模型以及模型對(duì)二維擴(kuò)壓器流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,對(duì)比分析了三種模型的計(jì)算結(jié)果,得出模型的計(jì)算精度最高,且較準(zhǔn)確地模擬出了分離流動(dòng)現(xiàn)象。采用模型,建立了二維擴(kuò)壓器的計(jì)算模型并對(duì)入口湍流量進(jìn)行了參數(shù)研究,最終確定合理的入口湍流參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)算法。建立了三維擴(kuò)壓器的數(shù)值計(jì)算模型,并采用標(biāo)準(zhǔn)模型,低雷諾數(shù)模型分別進(jìn)行計(jì)算,得到了三種模型在不同截面處的速度等值線圖等,比較分析了三種模型的計(jì)算結(jié)果,得出模型在預(yù)測(cè)分離流動(dòng)現(xiàn)象時(shí),具有明顯的優(yōu)