学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

SIMPLE算法的高精度格式及其在叶轮机械中的应用研究

作　者: 于洋
导　师: 赖焕新
学　校: 华东理工大学
专　业: 流体机械及工程
关键词: 叶轮机械数值模拟高精度
分类号: TB126
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 96次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

叶轮机械内部流动是极其复杂的湍流流动,对其准确预测一直是CFD所面临的重要课题。本文针对常规数值模拟方法预测离心叶轮“射流-尾迹”现象时产生的假扩散问题,提出使用高精度有限体积算法并结合RNG k-ω模型对这一类复杂流动问题进行求解。数值算法是数值模拟的关键,本文以非交错网格的SIMPLE算法为基础,通过延时修正的方法纳入高精度的对流离散格式,并设计与编制Fortran程序,发展出一套通用的求解程序。在此基础上,考虑RNG k-ω模型在模拟旋转和旋流流动中的优势,使用高精度格式和RNG k-ω相结合对Ghost叶轮叶内部的三维湍流流动进行数值模拟,并与实验数据比较,分析离心式三元叶轮中的湍流现象与“射流-尾迹”结构。针对某轴流风机试验台的设计方案进行数值模拟分析,预测其在特定流量下的流动状态。根据压力、速度和壁面极限流线的分布,分析其内部的涡运动和能量损失,确定实验的最佳参数。开发出一套特定的网格读取程序,使自编程序的计算网格和Gambit所划分的网格实现互相兼容转换,并应用到算例计算中,取得较好的效果。大大降低了数值计算中的网格生成的难度,节约时间成本。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
简写符号  7-8
主要符号列表  8-11
第1章绪论  11-19
  1.1 背景介绍  11-13
  1.2 叶轮机械内部流场模拟的研究现状及进展  13-17
    1.2.1 计算流体力学(CFD)方法概述  13-14
    1.2.2 叶轮机械内部流场模拟研究概述  14-17
  1.3 本文的主要研究内容  17-19
第2章 SIMPLE算法及高精度格式  19-36
  2.1 控制方程  19-21
    2.1.1 质量守恒  19
    2.1.2 动量守恒  19-20
    2.1.3 能量守恒  20
    2.1.4 控制方程的通用形式  20-21
  2.2 坐标变换  21-23
  2.3 控制方程的离散  23-26
  2.4 高精度格式和延时修正方法  26-27
  2.5 湍流模型  27-30
    2.5.1 湍流模型的必要性  27-28
    2.5.2 标准κ-ε模型与RNG κ-ε模型  28-30
  2.6 整体的计算流程  30-31
  2.7 网格生成  31-36
    2.7.1 网格生成技术简介  31-33
    2.7.2 Gambit网格结构  33-36
第3章离心式三元叶轮内部湍流的计算研究  36-50
  3.1 计算模型与网格  36-38
  3.2 不同离散格式模拟结果对比  38-44
  3.3 不同湍流模型模拟结果对比  44-45
  3.4 Fluent计算结果  45-47
  3.5 非稳态的计算结果  47-49
  3.6 本章小结  49-50
第4章轴流风机实验台设计方案的数值考核  50-63
  4.1 轴流风机试验台设计方案  50-52
  4.2 网格生成的困难  52-54
    4.2.1 网格域简介  52-53
    4.2.2 本文网格生成的困难  53
    4.2.3 解决方案  53-54
  4.3 计算结果分析  54-62
  4.4 本章小结  62-63
第5章结论与展望  63-66
  5.1 主要工作与结论  63-64
  5.2 创新点  64
  5.3 工作展望  64-66
参考文献  66-69
致谢  69

SIMPLE算法的高精度格式及其在叶轮机械中的应用研究

内容摘要

全文目录

相似论文