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内燃机流动定标模拟中湍流模型的比较研究。(英语) 13976ZB402
摘要:尺度分解模拟(SRS)在内燃机模拟中越来越重要,并逐渐取代第一代基于非定常雷诺平均Navier-Stokes(URANS)的方法。除了对局部流动和混合过程及其与喷雾和湍流火焰相互作用的预测有了实质性的改进之外,SRS对于相干结构的循环变化(CCV)和偶发现象(如失火和爆震)的量化也是必不可少的。然而,为内燃机流动等特定应用选择合适比例的湍流模型仍然是科学界尚未解决的问题。对于复杂的流动情况,这些流动模型是否有效,在这些情况下,流动边界的定义可能并不明确。内燃机内流动具有雷诺数强变化的特点,并表现出壁面边界层、滞止点、自由流剪切层和边缘诱导流动分离等流动现象。本文是在内燃机流动特别是进气冲程的背景下,对选定和已建立的定标度湍流模型进行了系统的比较研究。比较了不同的经典LES模型(Smagorinsky、WALE、Sigma)、混合模型(DES-SST)和具有尺度分辨能力的第二代URANS模型(SAS-SST)。以一台内燃机为例,研究了模型的精度和捕捉进气阶段滚流形成过程中局部流动结构和CCV的能力。虽然这是一个简化的设置,但它提供了独特的可能性来比较结果与参考数据从实验和直接数值模拟(DNS)。在第一步中,将预测的平均速度和用不同模型得到的分辨率波动相互比较,并与参考数据进行比较。然后,根据各向异性张量的不变分析,研究了分辨涨落的局部结构。最后,研究了基于平均和瞬时滚流中心(一种对发动机流动特别重要的大尺度流动结构)求解CCV的能力。

理学硕士:
76M12 有限体积法在流体力学中的应用
6508年 偏微分方程初边值问题的有限体积法
76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程
80A25型 燃烧
80A32型 化学反应流
软件:
恐龙
PDF格式 BibTeX公司 XML 引用
全文: 内政部
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