复杂非对称岔管数值模拟中湍流模型的影响
2018-08-15分类号:TV134
【部门】中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室
【摘要】该文旨在探究湍流模型对复杂非对称岔管水力特性仿真的结果准确度和计算时间成本的影响。基于Reynolds时均Navier-Stokes(RANS)方程,利用剪切应力传输k-ω(SSTk-ω)、标准k-ε(Sk-ε)、可实现k-ε(Rk-ε)、重整化群k-ε(RNGk-ε)和Reynolds应力模型(RSM)共5种不同湍流模型解决方程封闭性问题,深入对比分析基于各湍流模型模拟的流速场、紊动能场、水头损失和时间成本的差异。将计算结果与物理模型试验结果进行比较,发现基于各湍流模型的计算值与试验值偏差和计算效率均随着水流条件的不同而变化。总体而言,基于SSTk-ω的模型计算效率较高,基于RSM的结果与试验值偏差较小。SST k-ω和RSM适合应用于求解类似复杂岔管的水力特性问题,可根据所具备的计算资源和对结果准确度要求在二者中选择。而RNGk-ε、Sk-ε和Rk-ε模型均不能较准确模拟岔管分流、汇流形态及引起的水头损失。
【关键词】非对称岔管 水力特性 湍流模型 准确度 计算时间
【基金】国家重点研发计划项目(2016YFC0401706);; 中国水利水电科学研究院科研专项(HY0145B422016,HY0145C102017)
【所属期刊栏目】清华大学学报(自然科学版)
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