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運用二階紊流模型模擬軸對稱渦漩流場
Thesis

運用二階紊流模型模擬軸對稱渦漩流場

林俊宏
Masters, National Tsing Hua University
1994

Abstract

渦漩 回流 渦動分解 swirl recirculation vortex breakdown
本論文主要從事具相同渦漩數、不同入口渦漩曲線分佈之紊流流場於突張式燃燒室的數值模擬。數值計算採用曲線正交座標、交錯網格系統、有限容積法,同時對流項差分採用QUICK scheme以減少數值黏性,求解壓力場則以SIMPLE algorithm。紊流模式則採用 k-e模式及雷諾應力模式。預測結果與實驗值比對下得知:對simple dump流場而言,k-e 模式與雷諾應力模式預測的結果和實驗值吻合;至於forced vortex流場,IPCM模式無論在平均流與剪應力的預測都是其中表現最好的;另外對於constantangle、與free vortex的流場而言,所採用的紊流模式其預測結果與實驗結果之間最不相符的地方為沿著中心線區域。在此區域,各紊流模式均無法正確地預測因渦漩衰減所引起的軸向速度減速之強度。同時,k-e 模式與雷諾應力模式對於沿中心線的紊流強度也有預測不足的現象;此現象影響雷諾應力模式所預測的剪應力及平均流之發展,因此造成模擬上的偏差。但大體而言,雷諾應力模式仍優於 k-e 模式的預測。值得一提的是在constant angle流場渦漩動量與軸向動量的計算,量測數據於渦漩影響最大的入口區域附近不滿足渦漩動量不增反減的物理現象,這和數值模擬與理論是相違背的。

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