附壁剪切流的低雷诺数湍流模型的CFD研究

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低雷诺数湍流在工程实践中随处可见,尤其是管道流动或槽道流动的壁面附近处。随着工业的发展,对于低雷诺数湍流的研究越来越集中,比如流控制、空气动力性能的预测、阻力的消除、升力的提高等方面。所以低雷诺数湍流的数值研究对于这些设备以及工程应用也变得重要起来。本文针对壁面剪切流算例,对其进行数值模拟计算,旨在研究低雷诺数区间的流动特性和分析湍流数值模型的特点。  首先,本文就计算模型在稳态条件下,应用FLUENT14.0中的低雷诺数湍流模型对其进行数值计算,得到相应的模型内部的稳态流场,通过分析不同的流体性能参数,得出低雷诺数k-ε模型中的LB、AKN模型最具优势,其速度计算值与实验值最为吻合;标准k-ε模型和LS模型,速度计算值明显偏低;AB、YS、CHC模型计算值偏大,LS、SKE模型计算值偏小。  其次,在瞬态条件下,应用大涡模拟模型对其进行模拟计算,旨在分析壁面附近湍流的结构和特性。  最后,总结本文所做工作以及分析所得出的结论,对壁面剪切流的研究成果给予总结,并提出对未来研究的展望。
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