旋风分离器旋进涡核的大涡数值模拟

基于Smagorinsky-Lilly亚格子模型,将多面体网格应用于旋风分离器的大涡模拟,得到其平均流场和速度场脉动,并与实验值对比。对速度脉动进行快速傅里叶变换,以此探索旋进涡核的影响范围;通过涡速度云图,观察涡核中心的瞬态变化。结果表明,基于多面体网格的大涡模拟可以有效求解旋风分离器平均流场和速度脉动;斯特劳哈尔数的计算值为0.51,与实验值0.49非常接近。旋进涡核致使切向、轴向和径向的速度分量存在一致的主频;不考虑湍流边界层,旋进涡核存在于整个分离空间,且大部分位置的主频皆为11.54 Hz;旋进涡核中心在一定范围内围绕几何轴旋转,且旋转方向同主流方向一致。