基于SIMPLE算法的湍流場(chǎng)的計(jì)算機(jī)仿真.pdf

1、湍流問(wèn)題曾被稱為“經(jīng)典物理學(xué)最后的疑團(tuán)”，是流體力學(xué)中尚未解決的最復(fù)雜的理論之一。 湍流是一種在任一空間點(diǎn)的瞬時(shí)物理量都在作劇烈變化的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，在湍流中存在無(wú)序的小尺度脈動(dòng)結(jié)構(gòu)和具有某種次序的大尺度旋渦結(jié)構(gòu)(擬序結(jié)構(gòu))的復(fù)合結(jié)構(gòu)。 在工程流動(dòng)、化工反應(yīng)、傳熱和擴(kuò)散等領(lǐng)域都涉及對(duì)湍流場(chǎng)數(shù)值模擬的問(wèn)題，極為困難，其中我們關(guān)心的是控制區(qū)域里速度、壓力、溫度以及相關(guān)的動(dòng)量、能量等值，以及其隨環(huán)境變量的變化情況。 要反映湍

2、流流場(chǎng)的真實(shí)情況，目前數(shù)值模擬主要有三種方法：①平均N-S方程的求解(RANS)，②大渦模擬(LES)，③直接數(shù)值模擬(DNS)。但是由于機(jī)械結(jié)構(gòu)內(nèi)部的復(fù)雜性以及目前計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度較慢，大渦模擬和直接數(shù)值模擬還很少用于湍流場(chǎng)的計(jì)算，更多的是通過(guò)求解平均N-S方程來(lái)進(jìn)行數(shù)值模擬。因?yàn)槠骄鵑-S方程的不封閉性，需要引入湍流模型來(lái)封閉方程組。 在這種背景下，為實(shí)現(xiàn)對(duì)湍流場(chǎng)精確的數(shù)值計(jì)算，N．Kolmogro，周培源提出k-ε雙方程模型