黏弹性流体湍流流动的POD低阶模型研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:ddcrow
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添加剂湍流减阻技术在长距离液体输送或者液体循环系统中具有重要的应用价值,而对加入添加剂后形成的黏弹性流体的研究也十分有必要。本文利用最佳正交分解方法分别对牛顿流体与黏弹性流体的湍流流动进行了研究,为直接数值模拟方法的效率不能满足要求而导致无法对复杂湍流问题进行求解扫除障碍。文中研究了湍流问题中较为简单但对湍流具有指导意义的各向同性衰减湍流。对牛顿流体与黏弹性流体分别建立了基于二维直角坐标系的湍流POD低阶模型,将其应用于各向同性衰减湍流,分析得到流动的基函数,从而研究此流动的相干结构以及黏弹性对流动的影响,并对流场进行快速求解。由于衰减湍流问题较难得到稳定的湍流统计特性,因此研究了各向同性强迫湍流。分别对牛顿流体与黏弹性流体建立基于三维直角坐标系的湍流POD低阶模型并进行求解。分析了提取的基函数的流动结构以及黏弹性对流动的影响,并对模型进行了评价。进一步研究了具有复杂流动结构的槽道湍流流动问题。对牛顿流体与黏弹性流体分别建立了基于三维直角坐标系的湍流POD低阶模型,将其应用于槽道湍流流动的分析以及快速求解。对比分析了黏弹性对流动的影响,对方法进行评价。相关研究成果可为添加剂湍流减阻技术在原油长距离管输中的应用提供一定的理论指导。
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