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复杂边界条件下的三维紊流数值模拟研究

摘要第3-6页
Abstract第6页
目录第9-14页
符号目录第14-16页
表目录第16-17页
图目录第17-22页
第一章 绪论第22-34页
    1.1 研究的现状第22-31页
        1.1.1 流动的研究方法第22-26页
            1.1.1.1 直接数值模拟第22-23页
            1.1.1.2 雷诺时均法第23页
            1.1.1.3 重整化群模型第23-24页
            1.1.1.4 大涡模拟第24-25页
            1.1.1.5 投影法第25页
            1.1.1.6 格子机第25-26页
        1.1.2 加快收敛的方法第26-28页
            1.1.2.1 多重网格法第26-27页
            1.1.2.2 并行计算法第27-28页
        1.1.3 自由表面追踪第28-30页
            1.1.3.1 刚盖假定第28页
            1.1.3.2 高度函数法第28-29页
            1.1.3.3 标记网格法(MAC)第29页
            1.1.3.4 体积率函数法(VOF)第29页
            1.1.3.5 Level Set(水平集方法)第29-30页
        1.1.4 商用CFD软件的发展第30-31页
    1.2 本文的研究思路第31-34页
        1.2.1 我们的现状第31页
        1.2.2 本文的研究工作第31-34页
            1.2.2.1 周期边界条件研究第32-33页
            1.2.2.2 河道内流动的数值模拟第33页
            1.2.2.3 排沙漏斗流动的数值模拟第33-34页
第二章 本文采用的紊流数值模拟的理论及数值方法第34-58页
    2.1 概述第34页
    2.2 紊流数学模型第34-37页
        2.2.1 标准的κ-ε双方程紊流模型第34-35页
        2.2.2 方程的贴体坐标变换第35-37页
    2.3 数值计算方法第37-44页
        2.3.1 方程的离散第37-39页
        2.3.2 代数方程的求解方法第39页
        2.3.3 压力校正法(SIMPLEC)第39-44页
    2.4 复杂边界条件的处理第44-55页
        2.4.1 进口边界条件第44-45页
        2.4.2 出口边界条件第45-46页
        2.4.3 固壁边界条件第46页
        2.4.4 周期边界条件第46-49页
        2.4.5 镜面边界条件第49-50页
        2.4.6 对称面边界条件第50-52页
        2.4.7 压力边界条件第52页
        2.4.8 自由表面边界条件第52页
        2.4.9 锯齿状边界条件第52-53页
        2.4.10 混合型边界条件第53页
        2.4.11 全域计算方法总结第53-55页
    2.5 自由表面追踪第55-58页
        2.5.1 VOF模型第55-56页
        2.5.2 水气两相流的VOF模型第56-58页
第三章 周期边界条件研究第58-69页
    3.1 概述第58页
    3.2 紊流数学模型第58页
    3.3 计算算例第58-68页
        3.3.1 蜗壳与固定导叶内部的流动模拟第58-64页
        3.3.2 固定导叶与活动导叶内部的流动模拟第64-68页
    3.4 结论第68-69页
第四章 紊流数值模拟在河道中的应用第69-92页
    4.1 概述第69页
    4.2 紊流数学模型第69-70页
        4.2.1 自编程序的数学模型第69-70页
        4.2.2 商用软件的数学模型第70页
    4.3 计算算例第70-90页
        4.3.1 安宁河米易县城段河道的流动模拟第70-75页
            4.3.1.1 网格的生成第70-71页
            4.3.1.2 模拟的结果第71-75页
            4.3.1.3 结论第75页
        4.3.2 180°弯道的流动模拟第75-79页
            4.3.2.1 问题的由来第75-76页
            4.3.2.2 网格的生成及边界条件第76页
            4.3.2.3 模拟的结果第76-79页
        4.3.3 锦屏Ⅱ级取水口附近的流动模拟第79-90页
            4.3.3.1 计算前的准备工作第79-81页
            4.3.3.2 从CAD图上采集点的数据第81-83页
            4.3.3.3 河道结构的建模生成第83-85页
            4.3.3.4 网格的生成第85-86页
            4.3.3.5 模拟的结果第86-90页
    4.4 结论第90-92页
第五章 排沙漏斗的实验研究第92-100页
    5.1 概述第92页
    5.2 排沙漏斗的实验研究第92-100页
        5.2.1 简介第92-93页
        5.2.2 测试研究第93-94页
        5.2.3 实验结果的可视化第94-98页
        5.2.4 测试结果与分析第98-100页
第六章 排沙漏斗的数值模拟第100-139页
    6.1 概述第100-102页
    6.2 排沙漏斗初始流场的数值模拟第102-109页
        6.2.1 第一个计算模型第102-106页
        6.2.2 第二个计算模型第106-109页
    6.3 溃坝的数值模拟第109-126页
        6.3.1 第一个计算模型-二维溃坝模拟第109-116页
        6.3.2 第二个计算模型-三维溃坝模拟第116-121页
        6.3.3 第三个计算模型-“三维槽泄漏”的模拟第121-126页
    6.4 排沙漏斗流场的数值模拟第126-138页
        6.4.1 排沙漏斗的溃坝模型第128-129页
        6.4.2 排沙漏斗的泄漏模型第129-132页
        6.4.3 泄漏模型的强制流动第132-136页
            6.4.3.1 排沙漏斗中央开孔第132-133页
            6.4.3.2 排沙漏斗中央形成人工旋涡第133-136页
        6.4.4 排沙漏斗数值模拟的讨论第136-138页
            6.4.4.1 关于科氏力第136页
            6.4.4.2 关于自由水面第136-137页
            6.4.4.3 自由水面附近边界的设置第137页
            6.4.4.4 排沙漏斗出口边界的设置第137-138页
    6.5 排沙漏斗数值模拟的结论第138-139页
第七章 结束语第139-141页
参考文献第141-157页
    第一章 绪论第141-153页
    第二章 本文采用的紊流数值模拟的理论及数值方法第153页
    第三章 周期边界条件研究第153-155页
    第四章 紊流数值模拟在河道中的应用第155页
    第五章 排沙漏斗的实验研究第155-156页
    第六章 排沙漏斗的数值模拟第156-157页
附录A. 排沙漏斗的实验资料第157-172页
    第一断面整理后的数据第157-159页
    第二断面整理后的数据第159-160页
    第三断面整理后的数据第160-162页
    第四断面整理后的数据第162-164页
    第五断面整理后的数据第164-166页
    第六断面整理后的数据第166-167页
    第七断面整理后的数据第167-170页
    第八断面整理后的数据第170-172页
附录B. CAD到CFD中间程序第172-176页
    一. 从二维AutoCAD图中采集三维数据第172页
    二. 从二维AutoCAD图中直接采集二维数据第172-173页
    三. 从三维AutoCAD图中直接采集三维数据第173-174页
    四. 把数据导入CFD第174-176页
        1 伪代码第174页
        2 FORTRAN程序段第174-175页
        3 说明第175-176页
作者在读博期间发表的论文及参加的科研项目第176-177页
致谢第177页
作者简历第177-178页

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