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题目:湍流雷诺应力控制规律的研究

关键词:槽道湍流;雷诺应力模型;流动控制;减阻

  摘要


    湍流模型被广泛地应用于实际工程领域,特别是高雷诺数湍流计算问题。雷诺应力模型便是其中之一,通过模化雷诺应力输运方程中的各项,以封闭雷诺应力输运方程。同时,增升减阻是目前流动控制研究的重要内容,但针对湍流内部雷诺应力的分布及变化规律研究较少。因此,本文基于槽道湍流的雷诺应力模型,从湍流雷诺应力控制方程出发,通过在该方程中改变边界条件,探索研究了雷诺应力的操纵变化规律。

    本文以充分发展的槽道湍流为基本流动,基于雷诺应力模型的数值计算程序,通过改变流场边界条件实现对湍流场的流动影响,给出了槽道湍流在不同雷诺数下的数值模拟结果。

    数值模拟结果表明,流场边界条件的改变对湍流雷诺应力的分布有较大影响,一定程度上有利于湍流减阻。雷诺应力分布和减阻效果的变化趋势揭示了雷诺应力中剪切应力分量对壁面摩擦阻力的产生有直接影响;增大的流向和法向雷诺应力,则对雷诺剪切应力的生成有积极的促进作用。合理地改变展向边界条件对剪切应力可以产生抑制作用,一定意义上为湍流减阻研究提供了参考。