×
丹梅阿格拉瓦尔;贾·纳辛·库马尔;查拉马拉，瓦姆西·克里希纳

使用RANS和LES对建筑物门口空气幕流动的数值研究。 （英语） Zbl 1521.76275号

计算。流体 263，文章ID 105948，14 p.（2023）.
概述：由于浮力引起的密度差异，在建筑流动中通常采用空气幕，以促进空气动力学密封，对抗穿过敞开式门口的交换流。本文采用雷诺平均Navier-Stokes（RANS）和大涡模拟（LES）方法对空气幕流动进行了数值模拟。使用从0到1.25的挠度模量\（D_m）\）对描述的各种操作条件进行计算。物理上，（D_m）表示与横向叠加效应相比，射流动量通量的相对强度。该挠曲模量的值以及浮力的定性分布将空气幕的工作状态划分为不稳定（D_m\lessaprox 0.1）、稳定（D_ m\gtraprox 0.2）和牢固安装（D_m \gtrapprox 0.6）。使用有效性（E）确定气动密封的量化，这表明最佳操作位于稳定状态，而在不稳定状态下性能最差。各种仿真方法之间的比较表明，2D RANS计算通常过高预测了有效性，而3D RANS和LES都能够很好地估计E，尤其是在实际值D_m时。如果所使用的大涡模拟网格足够精细，则预测的有效性在实验不确定度范围内。此外，我们利用湍流动能输运方程量化了流场中的湍流统计。该分析表明，剪切产生和湍流耗散是流动中的主要过程。相比之下，运输条件和浮力产生的影响相当小。这些量用（w^3/l）表示得很好，其中（w）和（l）是与空气幕相关的特征速度和长度刻度。使用Q准则对大规模相干结构进行可视化，描述了剪切层中存在的长展向涡，在更高D_m处具有大范围的运动尺度。这些漩涡结构在撞击墙壁（地板）时会发生严重破坏，导致漩涡的复杂时空分布。

MSC公司：

76G25型 一般空气动力学和亚音速流动
76个M12 有限体积法在流体力学问题中的应用
6500万08 含偏微分方程初值和初边值问题的有限体积法
76层65 湍流的直接数值模拟和大涡模拟

关键词：

空气幕流量;大涡模拟;雷诺平均Navier-Stokes;建筑流量;流体渗透

软件：

索马尔·莱斯
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{T.Agrawal}等人，计算。液体263，文章ID 105948，14 p.（2023；Zbl 1521.76275）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Kaffel A，Moureh J，Harion JL，Russeil S。飞机壁射流的实验研究：在垂直冷藏陈列柜中的应用。参加：第三届IIR可持续性和冷链国际会议。2014年，第8页。
[2] Razeghi，S.M.J。；萨法扎德，M。；Pasdarshahri，H.，《围护结构烟雾限制用空气幕和紧急排气系统的评估》，建筑工程杂志，33，第101650页，第（2021）条
[3] 尹，S。；聂，W。；刘，Q。；Hua，Y.，隧道施工期间粉尘污染物时空演变和空气发生器位置的瞬态CFD建模，清洁生产杂志，239，第117924页，（2019）
[4] Lv，L。；高杰。；曾，L。；曹，C。；张杰。；He，L.，《使用污染物去除效率对气幕吸油烟机进行性能评估：实验和数值研究》，Build Environ，188，第107456页，（2021）
[5] Van Kennel T.将草稿从敞开的门口排除的方法。在：美国专利774730。1904
[6] 海耶斯，F.C。；Stoecker，W.F.，空气幕设计数据，ASHRAE Trans，2121，168-180（1969）
[7] 海耶斯，F.C。；W.F.，Stoecker，空气幕的传热特性，ASHRAE Trans，2120，153-167（1969）
[8] 豪厄尔，R。；Shibata，M.，通过湍流再循环平面空气幕的最佳传热，ASHRAE Trans，2567188-200（1980）
[9] Frank，D。；Linden，P.F.，《通风建筑门口空气幕的有效性》，《流体力学杂志》，756130-164（2014）
[10] Jha，N.K。；Frank，D。；Darracq，L。；Linden，P.F.，《人类通过分隔走廊两部分的空气幕进行污染物运输：第二部分——不同温度下的两个区域》，《能源建设》，第236页，第110728条，pp.（2021）
[11] Ge，Y.T。；Tassou，S.A.，《立式冷藏陈列柜单喷嘴气帘性能模拟》，Appl Therm Eng，21，2，201-219（2001）
[12] Blocken，B.，《室外和室内应用建筑模拟中的LES over RANS：既定结论？》？，（建筑模拟，11（2018），施普林格），821-870
[13] 科斯塔·J·J。；洛杉矶奥利维拉。；Silva，MCG，利用向下流动的飞机空气幕进行气动密封的节能——数值方法，《能源建设》，38，10，1182-1193（2006）
[14] 福斯特，A.M。；斯温，M.J。；巴雷特·R。；D'agaro，P。；James，S.J.，用于限制冷室渗透的平面喷射空气幕的有效性和最佳喷射速度，国际期刊Refig，29，5，692-699（2006）
[15] AM福斯特；斯温，MJ；巴雷特·R。；达加罗，P。；Ketteringham，有限合伙人；James，SJ，用于限制冷室渗透的空气幕的三维效果，应用数学模型，31，6，1109-1123（2007）·Zbl 1241.76330号
[16] Gonçalves，J.C。；科斯塔·J·J。；Figueiredo，A.R。；Lopes，AMG，垂直和水平空气幕气动密封的CFD建模，能源建设，52，153-160（2012）
[17] Krajewski，G。；Wegrzynski，W.，火灾时作为烟雾屏障的空气幕：数值建模，Bull Pol Acad Sci Tech Sci，145-153（2015）
[18] Khayrullina，A。；van Hooff，T。；布洛克，B。；van Heijst，G.，《中等雷诺数下等温平面湍流冲击射流稳态RANS模型的验证》，《Eur J Mech B流体》，75，228-243（2019）
[19] Khayrullina，A。；布洛克，B。；穆罕默德·阿尔梅达；van Hooff，T。；van Heijst，GJ，气幕喷嘴下游壁对气幕分离效率的影响，Build Environ，197，第107873页，（2021）
[20] Smagorinsky，J.，《原始方程的一般环流实验：I.基本实验》，《Mon Weather Rev》，91，3，99-164（1963）
[21] Germano，M。；Piomelli，美国。；梅因，P。；Cabot，W.H.，《动态亚脊尺度涡流粘度模型》，《物理流体A》，3，7，1760-1765（1991）·Zbl 0825.76334号
[22] 穆勒，J。；Yataghene，M.，空气幕限制空腔并承受外部侧向流的大涡模拟，计算与流体，152134-156（2017）·Zbl 1390.76200号
[23] 博伯特，F。；Viazzo，S.，中等雷诺数下平面湍流冲击射流的大涡模拟，国际热流杂志，24，4，512-519（2003）
[24] Ruiz，C.A。；van Hooff，T。；布洛克，B。；van Heijst，G.，《气幕性能：引入适应的分离效率》，Build Environ，188，第107468页，第（2021）条
[25] Jha，N.K。；Frank，D。；Linden，P.F.，《人类通过分隔走廊两部分的空气幕进行污染物运输：第一部分——均匀环境温度》，《能源建设》，236，第110818页，（2021）
[26] 昆都，P.K。；科恩，I.M。；Dowling，D.R.，《流体力学》（2015），学术出版社
[27] Yakhot，V。；奥尔萨格，南非；桑加姆，S。；盖茨基，结核病；Speziale，CG，用双膨胀技术开发剪切流湍流模型，Phys Fluids a，4，7，1510-1520（1992）·Zbl 0762.76044号
[28] Gutmark，E。；Wygnanski，I.，《平面湍流射流》，《流体力学杂志》，73，3，465-495（1976）
[29] Rajaratnam，N.，《湍流喷射》（1976），爱思唯尔
[30] Khayrullina，A。；van Hooff，T。；布洛克，B。；van Heijst，GJF，中等雷诺数下等温平面湍流撞击射流的PIV测量，实验流体，58，4，31（2017）
[31] 库马尔，N。；穆克吉，P。；查拉马拉，VK；Dewan，A。；Balasubramanian，S.，线性分层环境中基于RANS的强迫羽流动力学湍流模型评估，计算与流体，235，第105281页，（2022）·Zbl 1521.76123号
[32] ANSYS公司，ANSYS fluent 18.2-理论指南（2017）。
[33] Ducros，F。；孔德，P。；Lesieur，M.，平板上空间发展的边界层向湍流过渡的大涡模拟，《流体力学杂志》，3261-36（1996）·Zbl 0917.76032号
[34] 桑蒂利，E。；Scotti，A.，具有自适应细化的分层海洋模型（SOMAR），《计算物理杂志》，291，60-81（2015）·Zbl 1349.86027号
[35] 查拉马拉，VK；桑蒂利，E。；斯科蒂，A。；贾拉利，M。；Sarkar，S.，SOMAR-LES:湍流分层海洋流多尺度建模框架，海洋模型，120，101-119（2017）
[36] 瓦尔马，D。；查拉马拉，V.K。；Mathur，M.，均匀层和非均匀层中模态相互作用引起的自发超谐波内波激发，Dyn Atmos Oceans，91，第101159条，pp.（2020）
[37] 帕萨吉亚，PY；查拉马拉，VK；赫尔利，MW；斯科蒂，A。；Santilli，E.，《通过聚焦内波的实验室实验估算压力和内波通量》，实验流体，61，11，1-29（2020）
[38] 泽姆斯科娃，V.E。；怀特，B.L。；Scotti，A.，再入通道旋转风力水平对流模型的能量学，《物理海洋杂志》，51，7，2271-2290（2021）
[39] 阿格拉瓦尔，T。；佩达达，S.H。；Chalamalla，V.K.，《在线性分层介质中传播的浮力重力流动力学》，《物理流体》，第34、7期，第076605页，（2022）
[40] Bonometi，T。；Balachandar，S.，施密特数对密度流结构和传播的影响，Theor Compute Fluid Dyn，22，5，341-361（2008）·Zbl 1178.76115号
[41] 阿格拉瓦尔，T。；拉梅什，B。；齐默尔曼，SJ；菲利普·J。；Klewicki，JC，通过同时测量速度和温度来探测锁定交换流中的高混合效率事件，Phys Fluids，33，1，文章016605 pp.（2021）
[42] Guyonnaud，L.公司。；Solliec，C。；杜弗兰·德·维雷尔，M。；Rey，C.，隧道区域限制用空气幕的设计，Exp Fluids，28，4，377-384（2000）
[43] 阿格拉瓦尔，T。；Jha，N.K。；Chalamalla，V.K.，《利用基于RANS的数值模拟了解气幕流动》（第26届国家和第4届国际ISHMT-ASTFE传热传质会议论文集（2021年），IIT Madras）
[44] Deo，R.C。；米·J。；Nathan，G.J.，《雷诺数对平面射流的影响》，《物理流体》，第20、7期，第075108页，（2008）·Zbl 1182.76199号
[45] Roache，P.J.，《计算科学与工程中的验证与确认》，第895卷（1998年），新墨西哥州赫尔莫萨阿尔伯克基
[46] Browne，L.W.B。；安东尼亚·R·A。；拉贾戈帕兰，S。；Chambers，A.J.，静止空气中二维湍流平面射流的相互作用区域，（复杂湍流剪切流的结构（1983），Springer），411-419
[47] 米·J。；Deo，R.C。；Nathan，G.J.，《高纵横比矩形喷嘴湍流射流的表征》，《物理流体》，17，6，第068102页，（2005）·Zbl 1187.76350号
[48] Deo，R.C。；米·J。；Nathan，G.J.，《喷嘴纵横比对平面射流的影响》，《实验热流体科学》，31，8，825-838（2007）
[49] 拉马普里亚，B.R。；Chandrasekhara，M.S.，平面湍流射流的LDA测量，流体工程杂志，107，2，264-271（1985）
[50] 斯坦利，S.A。；萨卡，S。；Mellado，J.P.，《使用直接数值模拟研究平面湍流射流中的流场演变和混合》，《流体力学杂志》，450，377-407（2002）·Zbl 1049.76558号
[51] 布朗，W.G。；Solvason，K.R.，《通过隔板中矩形开口的自然对流：垂直隔板》，《国际传热传质杂志》，5，9，859-868（1962）
[52] 威尔逊，D.J。；基尔，D.E.，《通过密封房间中打开的门的重力驱动逆流》，《建筑环境》，25，4，379-388（1990）
[53] 林登，P.F.，《自然通风的流体力学》，《流体力学年鉴》，31，1，201-238（1999）
[54] Rottman，J.W。；Simpson，J.E.，矩形通道中重流体瞬时释放产生的重力流，流体力学杂志，135，95-110（1983）
[55] Shin，J.O。；Dalziel，S.B。；Linden，P.F.，锁交换产生的重力流，流体力学杂志，521，1-34（2004）·Zbl 1065.76037号
[56] Dalziel，S.B。；Lane-Serff，G.F.，《门口交换流的水力学》，《建筑环境》，第26、2、121-135页（1991年）
[57] 莫顿，B.R。；泰勒，G.I。；Turner，J.S.，《来自维持源和瞬时源的湍流重力对流》，Proc R Soc Lond Ser A Math Phys Eng Sci，234，1196，1-23（1956）·Zbl 0074.45402号
[58] Turner，J.S.，《湍流卷吸：卷吸假设的发展及其在地球物理流中的应用》，《流体力学杂志》，173，431-471（1986）
[59] van Reeuwijk，M。；Crashe，J.，喷气和羽流的能量一致夹带关系，《流体力学杂志》，782，333-355（2015）·Zbl 1381.76138号
[60] Gayen，B。；G.O.休斯。；Griffiths，R.W.，《完成湍流Rayleigh-Bénard对流中的机械能路径》，《物理评论-莱特》，111，12，第124301条，pp.（2013）
[61] 亨特，J.C.R。；沃伊，A.A。；Moin，P.，湍流中的涡、流和会聚区，使用数值模拟数据库研究湍流，2。1988年夏季计划会议记录（1988年）
[62] Jeong，J。；Hussain，F.，《旋涡识别》，《流体力学杂志》，28569-94（1995）·Zbl 0847.76007号
[63] Dong，Y。；Yan，Y。；Liu，C.，利用lambda2和涡丝对湍流中涡旋结构进行可视化的新方法，应用数学模型，40，1，500-509（2016）·Zbl 1443.76021号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。