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 |