湍流模型及其应用高效数值方法及计算程序

湍流模型是湍流研究的热点之一。近40年来，已经有很多湍流模型被提出和研究。本书主要介绍湍流模型和基于这些模型的高效数值计算方法，并给出了相关的计算程序。     

受浮力响影的湍流模型

本文给出将现有湍流模型用于浮力流的若干修正方案;分别运用湍流粘性系数模型和雷诺应力模型及它们的浮力修正型、双流体模型对几种典型的浮力流进行计算机模拟;最后提出选用浮力流湍流模型的建议.     

分析湍流间歇性的双流体模型

本文阐述湍流的双流体模型,并用于计算湍流自由射流的间歇性.还研究了两种流体间的质量交换和摩擦作用对间歇性的影响.计算结果令人鼓舞.     

基于不同湍流模型的挡板绕流数值模拟

为了对比研究不同湍流模型在预测挡板绕流过程中的准确性与差异性,基于所设计的新型抛光粉尘湿法处理系统,分别选取了标准(Standard)κ-ε、重整规划群(RNG)κ-ε、剪切应力传输(SST)κ-ω以及雷诺应力模型(RSM)等4种雷诺时均(RANS)湍流模型,对该系统内不同挡板参数下绕流流动中的涡旋特性进行了数值模拟,并与试验值进行对比.结果表明:上述湍流模型均能较好地刻画装置内部气相旋转流动的主要特征,其中Standard κ-ε与RNG κ-ε模型在涡旋结构预测方面更为准确;在进出口压降及压力分布的对比中,基于Standard κ-ε模型的计算结果较其他3种湍流模型偏差要大;RNG κ-ε模型对涡旋纵向速度的预测结果与试验结果最为接近,而在横向速度的预测中,SST κ-ω模型则表现出更高的准确性.     

不同湍流模型比较模拟撞击流

构造了计算撞击流流场分布的数值简化模型,并用有限容积法对间距为H的两个对置平板喷嘴间的湍流作用区域进行数值模拟研究．数值模拟采用了三种湍流模型：标准的k-ε模型、RNG k-ε模型（renormalization group k-ε model）以及雷诺应力模型．数值模拟数据的有效性通过将模拟结果与由对环境温度下两对置喷嘴之间的撞击流试验的结果比较得到证实．通过与实验数据的比较发现,由于考虑了平均流动中的旋转及旋流流动情况,RNG k-ε模型在撞击流区域获得的结果要好于用标准k-ε模型和雷诺应力模型获得的结果．     

湍流反应流引论

R S Cant等 著 对于不断增长的大量有关湍流反应流的文献，本书为读者提供物理洞察力和关键的切入点，书中包括过去30年里所发展理论的历史观点，因此，具有指导性质。所选择的初等和高等理论资料可用于建立必要的专业基础，书中所强调的一些主要的概念，对于进入湍流反应流领域的大学生或初学者是必须知道的，并有利于进一步学习专业论文和研究专著。书中有一系列的练习以巩固学生的理解。     

用扩散流模型数值模拟后台阶湍流颗粒输运

建立了一个两维气固两相湍流扩散流数学模型,并且用此模型数值模拟了气固两相绕流后台阶的湍流流动.预测分析了台阶后固体颗粒的湍流输运速度,并将预测结果与Laslandes等的用两种两流体模型(k-ε-A p ,k-ε-k p )的数值预测结果及实验结果进行了比对,结果表明扩散流数学模型可以用于描述气固两相流动.它的预测效果不但与目前实用的两流体模型相当,而且还可以正确地预测固体颗粒的横向速度,在这一点上还超过了两流体模型的预测效果.     

计算网格与湍流模型对柴油喷雾多维数值模拟结果的影响

为探明柴油喷雾数值模拟的影响因素，用CFD多维数值分析软件研究了柴油喷雾的油束特性．计算结果表明，网格的划分直接影响计算结果的正确性和油束的几何形状．建立计算网格时，要注意网格均匀一致，避免网格密度突变；特殊几何形状壁面附近局部贴体坐标网格的范围不宜太大，否则会引起计算结果的畸变．对不同湍流模型的计算试验发现，RNG κ-ε湍流模型计算精度高、成本低，适合于柴油机缸内喷雾的数值模拟。     

荷电喷雾两相湍流流场的数值计算

荷电喷雾可以有效地改善雾化质量和喷雾流场特性,因此被广泛地应用于静电喷涂、除尘、药物喷洒和液体燃料的雾化燃烧等领域．荷电喷雾湍流射流流场的数值模拟对于荷电喷雾装置的设计及确定射流喷雾的各特性参数具有重要意义、采用颗粒拟流体方法,用κ-ε-κp荷电两相湍流模型对荷电喷雾气液两相湍流流场进行了数值模拟．经与实验结果对比,该模型可以较好地模拟荷电气液两相湍流射流流场,可用于荷电喷洒机具和荷电喷雾燃烧器的设计。     

湍流的预测

复杂工程系统中往往涉及流动、传热、传质和化学反应，而湍流的预测对理解这些复杂现象起着至关重要的作用。过去，这些工程项目的开发不得不依赖于小规模的实验研究；而现在人们逐渐重视计算机模拟，越来越多的工程技术人员应用商业计算流体力学软件对工程项目进行模拟计算。表面上看这些软件的计算结果似乎很理想。可以获得实验无法测量到的细节，并得到大规模体系的流场；而且，这些计算结果可以通过各种诱人的计算机绘图技术展现出来。遗憾的是，应用计算流体力学技术模拟工程系统中的湍流还很不成熟，实际应用中存在很大的问题。     

不同湍流模型数值模拟神光Ⅲ靶场室内空气流动的比较

采用基于非结构化网格方法对神光Ⅲ装置靶场中间层室内空气流动进行了数值建模。分别应用基于RANS方法的Standard k-ε模型、RNG k-ε模型和SST k-ω模型,进行了数值模拟和分析。结果表明三种模型均能满足工程计算精度需求,采用RNGk-ε模型和SSTk-ω模型的模拟结果基本一致,二者的结果优于标准k-ε模型。     

湍流中的快速液相过程

本书全面地介绍了在湍流中快速流化时的化学、传热和传质过程的基本规律。作者为俄罗斯科学家，本书由俄文英译出版。     

四种常用湍流模型在二维后向台阶流数值模拟上的性能比较

利用Fluent软件的四种常用湍流模型（k-ε湍流模型、RNGk-ε湍流模型、Realizablek-ε湍流模型、以及k-ω湍流模型）对雷诺数（Re）处于200到6500之间的二维后向台阶流的性能进行比较分析。得到了各种模型下具有不同雷诺数的瞬时平均流场和时均流场的分布特征,得到了回流区长度和涡心位置与Re的关系,并与齐鄂荣等人所作的实验结果进行了对比分析。     

模拟强旋湍流流动的一种新的代数应力模型

提出了在圆柱坐标系中模拟强旋湍流流动的一种新的代数Reynolds应力模型,并给出了一组针对涡旋或旋风流动的简化公式,对其中代表旋流对湍流影响强弱的模型常数β进行了数值优化.     

Structures of Turbulent Flows in Near-wall Region

ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆＴｕｒｂｕｌｅｎｔＦｌｏｗｓｉｎＮｅａｒ┐ｗａｌＲｅｇｉｏｎＺｈａｎｇＺｈａｏｓｈｕｎ（张兆顺），ＸｕＣｈｕｎｘｉａｏ（许春晓）ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｃｓ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉ...     

层流与湍流的分子和微粒模型

湍流是一种最基本同时也是最复杂的流体流动形式。湍流流动中存在有很多种不同的现象，本书主要讨论的是其中的一种，即空泡流。由于要想理解湍流就必须对层流流动有所了解，因此，层流和湍流这两种流动形式在本书中都有阐述。     

岔管段三维水动力学计算

为预测一级泵站出水侧岔管段是否发生空化,进行了三维紊流场计算,采用标准K-ε模型[1]、贴体坐标变换、有限体积法离散流动控制方程、非交错网格布置变量、动量插值技术解决压力与速度的耦合[2]、强隐式迭代方法求解离散的线性代数方程组.计算结果表明,所研究的流动体系不会产生空化.     

黄原胶溶液减阻特性实验

采用较粗水平圆管对两种温度多种浓度黄原胶溶液进行了较系统的实验研究,并应用Metzner-Reed广义雷诺数定义,对管道中不同流动状态的广义雷诺数进行了计算,得到了Fanning系数和广义雷诺数关系图,发现黄原胶溶液从层流到紊流转捩点的广义雷诺数随着溶液浓度的升高而增大,给出了转捩点广义雷诺数与溶液浓度变化的关系表达式.此外还发现:在层流区,黄原胶溶液的Fanning阻力系数与广义雷诺数之间具有良好的线性关系,与牛顿流体阻力系数图吻合,这与前人的理论分析及实验研究结果一致;在紊流区,黄原胶溶液具有明显的减阻效应,减阻效应随着溶液浓度的升高而增大.     

两相流中颗粒相对湍流动能修正的模型及其应用

讨论了两相流中颗粒相对湍流动能及其耗散率的影响．通过单个颗粒在流场中运动的分析,推导出由颗粒引起的湍流动能的耗散,并和由颗粒后的尾流及涡的脱落引起的湍流动能的增加一起加入ｋε方程中,将此模型应用到竖直圆管中的气粒两相流的计算, 并与实验结果进行比较,发现本文的模型比文献［１］ 的模型有一定的改进．