叶轮机内部流动湍流模型的研究

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2022-6-8 17:40 上传

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叶轮机内复杂分离流动一直是数值模拟的难点。本文第一部分将一方程S-A湍流模型和四方程v2-f湍流模型的初始模型k-ε湍流模型加入三维计算流Denton程序中，替代源程序的混合长度模型，改善Denton程序对湍流分离流动的模拟能力。分别使用斜后台阶、高亚音涡轮平面叶栅和NASA37转子三个算例比较分析更换湍流模型后造成的影响。计算结果表明加入S-A湍流模型后的Denton程序对分离流动的模拟有了较为明显的改善，同时保留了源程序比其他CFD软件计算快的优势；而k-ε湍流模型的效果不明显。对分离较少的流动状态，更换湍流模型的Denton程序与原程序相比改变不大。本文的另一部分内容是使用通用流体力学计算软件FLUENT，结合风洞实验结果，采用了v2-f湍流模型成功的模拟了建筑物顶面出现的锥形涡的现象。利用数值模拟的优势给出了建筑物顶面锥形涡的空间演化规律；对不同风向角，不同高宽比，不同屋顶坡角的典型矩形建筑形成的锥形涡特性和变化规律进行深入的研究；说明了采用通用软件，同时结合必要的物理模拟试验，可以获得一些有价值的研究成果。