几种湍流模型在晶体生长模拟中的应用及比较

来源 :中国工程热物理学会流体机械2009年学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hahabiaoren
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利用块结构化网格技术对一典型工业用单晶硅结晶炉进行离散,对炉内硅熔体对流、所有部件内的传导换热和炉腔内的辐射换热进行整体耦合求解。针对大尺寸坩埚内的硅熔体湍流流动,分别应用低雷诺数k-ε模型、标准k-ε模型和k-ε两层湍流模型进行模拟。通过比较分析发现,应用三种湍流模型都能预测高温硅熔体的湍流流动结构,且基本一致,但几种模型中对近固壁湍流的不同处理方法对固液凝固界面形状的模拟结果有较为显著的影响。
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数值模拟圆柱绕流问题是计算流体力学和计算气动声学中的一个经典问题,要准确模拟这一类问题,远场无反射边界条件是一个关键环节。本文采用适用于主控方程为Navier-Stokes 方程的完全耦合层无反射边界条件对低雷诺数条件下圆柱绕流进行直接数值模拟,研究了计算域大小的选取对数值结果的影响。数值模拟研究表明:由完全耦合层边界条件产生的相对反射误差很小;如果仅是为了获得圆柱附近的流场和声场信息,采用完全耦
本文利用最小二乘法原理对T40-2A 轴流风机的性能试验数据进行了二次曲线拟合,得出了风压-风量和功率-风量之间的回归曲线方程,并运用回归分析原理对拟合曲线的回归效果进行了显著性检验,建立了该风机的无因次性能回归曲线方程,为实现该系列轴流风机在轴流式风力灭火机中的应用打下了良好的理论基础。
本文采用CFD 软件包FINETM/Turbo,以两叶片NREL Phase VI 风力机的风轮为对象,研究机舱对风轮气动性能模拟结果的影响。通过与实验数据详细对比,包括功率、叶片展向五个截面压力系数分布及沿展向载荷系数分布,分析风轮三维粘性流动细节,探讨机舱对不同流动工况下风轮气动性能和载荷预估的影响。结果显示机舱主要影响叶根旋涡结构及径向流动的发展,进而引起载荷和气动性能模拟结果的变化。在计算
为获得离心泵在启动过程中的瞬时性能和内部非定常流动状态,建立了离心泵瞬态性能测试实验台。分别对启动过程的瞬时流量、扬程、转速和功率外特性进行采集,同时采用PIV 测试系统对叶轮上部二维瞬时速度矢量场进行了拍摄和记录。给出了三种转速下的瞬时外部性能和内部流动测试结果,并对外特性和内部瞬时流动结构的演化进行了对比说明,同时分析和讨论了实验的误差。
本文对周期性脉冲运动下的RFD 装置进行了简化,建立了以装置流量和效率为优化目标的优化设计模型,进行了传统枚举法和现代遗传算法的计算和比较。通过枚举法计算结果总结了有关参数对RFD 装置流量和效率的影响规律,强调了参数之间配套关系的重要性,最后通过比较计算值和实验值,验证了本文优化理论及其计算方法的正确性。
利用计算流体力学(CFD)的滑移网格法计算了六直叶Rushton涡轮搅拌设备内的流场,模拟了搅拌桨叶端及附近区域流场的速度分布及湍动行为,并与实验数据作对比。结果表明:CFD计算的时均径向和切向速度与已有的实验结果吻合很好,搅拌桨近桨区的速度分布并非对叶片高度的中心位置严格对称,搅拌设备的流场结构并非完全由搅拌桨的行为决定;采用标准k-ε模型对湍流动能的预测仍然偏低,要进一步改进对桨叶附近流动场湍
结合滑移网格的大涡模拟方法在不同尖速比的条件下,对三叶片水平轴风力机尾流流场特性进行了数值研究,模拟所得流场与PIV实验结果能较好吻合。结果表明:水平轴风力机尾流流管廓线随着轴向距离的增加逐渐增大,并不是螺旋桨线性理论假设的那样为圆柱体。在风轮下游尾流中可以清晰分辨叶尖涡诱导效应区以及其外部较平稳的主流区和其内部的中心尾流区。叶尖涡在向下游发展传播过程中,涡量不断减少,而且随着尖速比的增加涡量的衰
本文确定了LES/FW-H 方法计算叶尖流场的气动噪声。采用gambit进行建模,fluent软件计算流场和声场。使用四面体、六面体相混合为主的非结构网格离散风轮及轮毂周围的矩形计算区域。旋转与静止区域的数据传递采用滑移网格技术。针对叶尖流场涡度的分布及叶尖静压脉动,确定叶尖噪声频谱具有旋转噪声的离散特性,并选取涡核位置和涡与涡之间的中心位置作为监测点,分析了涡坐标点和涡与涡中心坐标点噪声的衰减规
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本文在S2流面流动方程中加入了“展向掺混”模型,模拟叶栅端部二次流动、湍流扩散等对局部低动量流体的展向输运效应。方法用于混流叶轮内流动分析,结果表明:由于混流叶轮子午流道的大曲率,叶轮端部的低动量流体在展向的扩散远大于轴流叶栅,叶轮出口的展向均匀化趋势更加明显。合理的选择掺混扩散系数,可以获得与三维NS计算的周向平均值类似的子午面分布,从而提高了S2流面分析和设计的可靠性。