学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

同向流动条件下附壁热射流的数值模拟和实验研究

作　者: 梁文
导　师: 汪德爟
学　校: 河海大学
专　业: 流体力学
关键词: 同向流动附壁热射流标准k-ε紊流模型 SIMPLE算法 PIV技术
分类号: O358
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 109次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文采用数值模拟和实验研究的方法,对同向流动条件下的附壁热射流进行了研究。主要工作如下: 1、建立了计算射流的数学模型。对于描述紊流运动的雷诺方程组,选用标准的k-ε两方程紊流模型来进行封闭,并使用有限体积法对通用控制方程进行离散,对于离散方程中的压力项,采用基于同位网格的SIMPLE算法修正之并与速度耦合。对数值计算结果的分析表明,底部的边壁对流速和掺混有一定限制,进而影响了流场的分布,射流的主体段向上发生偏移,射流出口附近轴线流速符合指数分布,但断面流速的分布仍然适用高斯正态分布假定。 2、利用粒子图像测速技术(PIV)对附壁热射流的纵轴断面流场进行了测量,得到该断面的流速分布图,并把实验与计算结果进行了比较分析。对实验和计算结果进行的比较和分析,得出了导致差异的原因所在,说明所采用数学模型具有较好的准确性。

全文目录

1 绪论  9-16
  1.1 问题的提出  9-10
  1.2 射流概述及其研究文献综述  10-15
    1.2.1 射流特性概述  10-11
    1.2.2 紊动射流的研究方法和进展综述  11-15
  1.3 本文的研究内容和目标  15-16
2 数学模型的建立及控制方程的离散  16-31
  2.1 紊流模型的建立  16-23
    2.1.1 雷诺方程的推导及Boussinesq假设  16-19
    2.1.2 k-ε两方程模型  19-21
    2.1.3 近壁区的处理  21-23
  2.2 使用有限体积法离散方程  23-25
    2.2.1 有限体积法的简介  23-24
    2.2.2 对方程的离散  24-25
  2.3 同位网格上的SIMPLE算法  25-30
    2.3.1 SIMPLE算法与交错网格  25-26
    2.3.2 同位网络上的SIMPLE算法  26-30
  2.4 本章小结  30-31
3 附壁射流的数值计算及结果分析  31-48
  3.1 网格的划分和边界条件的给定  31-33
    3.1.1 网格的划分和坐标系统的定义  31-32
    3.1.2 一些参数的说明及求解问题的边界条件  32-33
  3.2 对计算结果的分析  33-47
    3.2.1 流速场的分析  33-41
    3.2.2 混合层的位置及边壁对k和ε的影响  41-43
    3.2.3 射流扩展半厚度  43-44
    3.2.3 温度场的分析  44-47
  3.3 本章小结  47-48
4 利用PIV技术验证计算结果  48-57
  4.1 PIV技术简介  48-52
    4.1.1 实验设备以及设计工况  49-52
  4.2 实测结果的分析及计算结果的验证  52-56
    4.2.1 计算及实测流场的对比  52-55
    4.2.2 误差的分析  55-56
  4.3 本章小结  56-57
5 结论和展望  57-59
  5.1 结论  57
  5.2 展望  57-59
参考文献  59-62
致谢  62

同向流动条件下附壁热射流的数值模拟和实验研究

内容摘要

全文目录

相似论文