湍流对辐射传递的影响——湍流辐射模型

本文通过对辐射传递方程的雷诺时均处理，分析了燃烧室内湍流对辐射传递过程的影响。通过对基于时均温度计算的自身辐射与自身辐射的时均值的比较，指出了建立湍流辐射模型的重要性。最后，通过对Ｔｆｖ，ｆｖＩ，Ｔ２等脉动关联项的模拟分析，提出了一种建立湍流辐射模型的可能途径。     

多流体模型在燃气轮机燃烧室三维反应流中的应用

对一种模型燃气轮机燃烧室中的三维反应流进行了数值模拟，模型燃烧室的燃料是CH4，燃烧类型是预混燃烧，在数值模拟过程中，采用了Spalding于1995年提出来的多流体模型来对燃烧室中的湍流预混燃烧进行了数值模拟，在数值模拟过程中考虑了辐射问题，采用了六通量辐射模型。通过数值模拟给出了速度，压力，湍流脉动动能，湍流动能耗散率，焓值，湍流粘度，温度，密度，燃烧产物质量分数，氧的质量分数，燃料/空气混合比，燃料质量分数，空间三个方向的辐射热通量以及各种流体的质量分数等变量的分布情况，此外，还采用传统的旋涡破碎模型对此燃烧室进行了数值模拟，并对两种方法的结果进行了分析比较，由分析可以看出多流体模型的结果接近于实际情况，对模型燃烧室进行三维反应流数值模拟的工作为今后对实际燃烧室反应流的数值模拟打下了一定的基础。     

障碍物管道中湍流火焰发展的数值模拟

应用湍流马赫数修正的非稳态可压缩性K－ε-f-gr四方程湍流模型，模拟了半开口狭长管道中重复布置的障碍物引起的湍流火焰加速现象。结果表明，障碍物产生的扰动对加强燃烧和湍流输运的影响很大。随着火焰向前传播，火焰穿过障碍物时发生变形，反应区越来越长，且火焰速度逐渐上升。同时，火焰速度和管内压力的计算结果与实验测量值吻合良好，修正后的湍流模型能较真实地模拟障碍物管内预混火焰的发展过程。     

TRI对湍流火焰模拟中辐射源项的影响

以美国Sandia实验室Flame D为研究对象,探讨由温度脉动引起的湍流辐射交互作用(TRI)对湍流射流火焰模拟中辐射源项的影响.采用κ-ε湍流模型和标量概率密度函数(PDF)结合详细的化学反应机理模拟燃烧过程,球谐函数(P1近似)法、窄带模型的灰带近似模拟辐射换热.吸收系数脉动与辐射强度脉动关联项采用湍流涡团光学薄...     

电弧等离子体点火器湍流燃烧流场传热与流动数值模拟

对燃气轮机燃烧室电弧等离子体点火器内湍流燃烧流场,进行了传热与流动数值模拟。采用了RNGk-ε湍流模型、扩散燃烧模型和离散传播辐射DTRM模型。计算域包括点火器内的等离子体发生器和点火器主体。将计算结果与未考虑辐射的温度场和流场进行了比较。结果表明辐射模型对其温度场有影响,对速度场影响不大;在点火器出口处的径向温度分布是均匀的。     

内燃机压缩过程冷态流场的大涡模拟

通过修改发动机多维CFD计算程序KIVA-3V,建立了内燃机压缩过程冷态流场的大涡模拟（LES）计算模型。利用此模型对内燃机压缩过程中缸内流场的水平速度及湍流动能进行了详细分析,并与k-ε模型进行了比较。结果表明与采用k-ε模型计算时相比,采用LES计算时显示了更为复杂的湍流结构,而且LES所能捕捉到的涡团结构范围要大于k-ε模型。同时,采用LES计算时得到的湍流动能要远远低于k-ε模型。     

湍流模型的发展及其研究现状

湍流是锅炉内燃烧中很常见的流动现象,其三维、随机特性很强.通常采用时间平均的N-S方程来模拟湍流流动现象,并引入湍流模型来解决N-S时均化过程中产生的方程封闭问题.目前在工程计算中存在多种湍流模型,但大都有适用的范围,尚不存在一个通用的湍流模型.回顾湍流模型的发展,并对目前工程中常用的湍流模型做一个总结.     

格子Boltzmann方法模拟湍流流动

概述了国内外利用分子动力学研究流动的方法，主要介绍一种新的数值计算方法——格子Boltzmann方法。对此法的原理、模拟的模型及其在湍流流动中的应用进行了综述。分析这种方法在模拟湍流时存在的问题。为湍流流动研究指出了一条新的途径——用分子动力学理论研究湍流流动。     

网格密度对内燃机冷态流场大涡模拟的影响

通过修改发动机多维CFD计算程序KIVA-3V,建立了内燃机压缩过程冷态流场的大涡模拟(LES)计算模型.利用此模型对内燃机压缩过程中缸内流场的水平速度及湍流动能进行分析,同时,分析了网格密度对内燃机缸内流场大涡模拟的影响.结果表明,当采用k-ε模型计算时,网格的精细程度对流场结构影响不大;在相同的计算网格下,与采用k-ε模型计算相比,采用LES计算显示了更为复杂的湍流结构,而且LES所能捕捉到的涡团结构范围要大于k-ε模型,计算得到的湍流动能也要低于k-ε模型;同时,网格越精细,这种效应越明显.     

受浮力作用的湍流扩散火焰的数值模拟

应用浮力修正的k-ε模型和EDC湍流燃烧模型对旋流燃烧室内具有较低燃料/空气初始动量的甲烷湍流扩散火焰进行了数值模拟，得到了两组工况下的气体时均速度场、温度场、组分浓度场和湍流脉动速度均方根值分布等．并与实验数据进行了比较，二者基本相符．同时，还将计算结果与标准k-ε模型的模拟结果进行了对比，揭示了浮力对具有较低初始动量的湍流扩散火焰的影响．     

湍流燃烧亚格子线性涡模型研究

湍流燃烧的亚格子模式一直是限制大涡模拟在湍流燃烧中应用的主要困难,介绍了湍流燃烧亚格子模型———亚格子线性涡模型.回顾了该模型的发展历程并给出了其当前形式,指出了该模型建立过程与其他湍流燃烧亚格子模型相比的长处,指出了该模型的不足.对亚格子线性涡模型在湍流燃烧大涡模拟中的应用进行了总结评述,重点分析了该模型应用于超声速燃烧存在的问题.     

-湍流模型及其在FLUENT软件中的应用

由于流体湍流运动机理和规律的复杂性,目前尚未找到对各种流动情况都十分有效的模型。不过,工程上应用最广泛的是-两方程模型。应用-两方程模型通过对某管道湍流稳态的模拟并与理论分析比较,以及对某空气管道非稳态的流固耦合问题进行数值模拟,结果证明-湍流模型对于内部的稳态或非稳态的充分发展湍流都很适用,再结合在壁面附近区域采用有效的壁面函数法,可以得到令人满意的结果。     

等离子点火器三维燃烧流场的有限速率化学反应数值模拟

针对等离子点火器内三维湍流燃烧流场，采取有限速率化学反应模型，模拟其物理化学过程。湍流流动采用RNGκ-ε模型，燃烧模型采用EDC涡耗散概念模型来估算化学反应速度，热电弧用等效加热区代替。数值模拟结果得出了在富燃料情况的流场特性参数和产物分布。通过对数值模拟结果的分析，实现了EDC模型对活性物质的预测，并为等离子点火器燃烧流场的进一步研究提供了一种新思路。     

基于两方程湍流模型的均匀流中湍流动能衰减规律研究

通过理论推导和数值模拟,从湍流模型封闭系数的确定过程、输运方程扩散项的影响因素、入口边界条件和网格尺度等方面分析标准k-ε模型、标准k-ω模型和SST k-ω湍流模型在计算均匀来流时湍流动能的衰减规律及其本质物理区别;通过数值模拟分析中性大气条件下湍流动能的衰减规律.结果表明,在均匀流中,采用标准k-ε湍流模型,入口湍...     

定容燃烧弹中火核生成及初期发展的数值模拟

本发展了一种新的预混湍流火核生成及初期发展的模型，该模型基于准维模型的基本思想，摒弃了湍流燃烧速度模型，以数值生成的湍流场对火焰前锋面的客观影响推动燃烧计算过程。模型考虑了很多对火核生成及初期发展有影响的因素，如已燃区的传热，非绝热效应，曲率和伸展效应等等；通过利用模拟得到的３维湍流速度场，首镒实现了对火核几何形状的３维模拟；模型的模拟结果和试验结果有很好的吻合性，这说明模型是合理的。     

环形通道内空气湍流正在发展流与壁面辐射的耦合换热研究

对内环壁面加热、外环壁面绝热的圆环型通道,数值研究了空气湍流正在发展流与壁面辐射的稳态耦合换热。采用低雷诺数k-ε模型与SIMPLEC算法求解气流的湍流流动与对流换热,采用蒙特卡罗法求解壁面间的辐射换热,对流换热与表面间辐射换热通过绝热壁面边界条件进行耦合。通过模拟计算,分析了相关参数及物性变化的影响。研究结果表明,入口Re数与壁面发射率均对通道内的换热有重要影响;考虑空气物性变化与否所预测到的对流热流分布形态相差非常大,常物性下的模拟结果会导致对通道内热输运特性的不正确认识。     

水库垂直二维湍流与水温水质耦合模型

将Ｋ－ε湍流模式引入水库水温与水质的垂向二维分布规律研究中，考虑它们之间固有的交互作用，建立了水库垂直二维湍流与水温水质耦合模型。文中采用了微分方程坐标变换技术，数值格式采用具有自动迎风性质的混合有限分析五点格式，所建模型用于红枫湖水库垂直二维水温与ＣＯＤ分布的研究取得了良好的效果。     

k-ε湍流模型及其在FLUENT软件中的应用

由于流体湍流运动机理和规律的复杂性,目前尚未找到对各种流动情况都十分有效的模型.不过,工程上应用最广泛的是k-ε两方程模型.应用k-ε两方程模型通过对某管道湍流稳态的模拟并与理论分析比较,以及对某空气管道非稳态的流固耦合问题进行数值模拟,结果证明k-ε湍流模型对于内部的稳态或非稳态的充分发展湍流都很适用,再结合在壁面附近区域采用有效的壁面函数法,可以得到令人满意的结果.     

基于监测数据的风电机组湍流识别及降载研究

针对风电机组在极端湍流工况常出现载荷极值，危及机组运行安全的问题，提出基于风电机组监测数据的湍流强度识别方法，构建利用机舱加速度间接计算湍流阈值的计算模型，并进一步提出极端湍流工况的降载策略。降载往往会造成机组发电量的损失，由此构建极端湍流工况降载优化数学模型，通过求解满足约束条件的目标函数极值，实现降载与发电量的双优兼顾。以某5 MW机组为例，通过数值仿真对降载效果进行验证，结果表明在不损失正常湍流工况发电量的情况下，机组轮毂My和塔顶My极限载荷分别降低15%和12.1%，其他部位载荷降低约5%。     

轴对称湍流冲击射流场的数值预测

应用标准k-ε模型和一种重正化群（RNG）k-ε模型，对半封闭轴对称湍流冲击射流场进行了数值模拟。通过两种模型计算结果的比较以及与参考文献中LDV测量结果的比较，评价了RNGk-ε模型对冲击射流场的数值预测能力。最后，根据数值模拟的结果，从流体动力学角度分析了冲击射流场的结构特性。