排灌机械工程学报
排灌機械工程學報
배관궤계공정학보
JOURNAL OF DRAINAGE AND IRRIGATION MACHINERY ENGINEERING
2013年
1期
25-30
,共6页
射流泵%数值模拟%大涡模拟%单相流%流动特性
射流泵%數值模擬%大渦模擬%單相流%流動特性
사류빙%수치모의%대와모의%단상류%류동특성
为了掌握射流泵中工作流体与被吸流体的混合过程,通过基于雷诺平均N-S方程(RANS)的不同双方程湍流模型以及大涡模拟(LES)对射流泵内部三维单相流场进行数值模拟,并将这些模型的计算结果和试验值进行对比,研究了适合射流泵模型的数值方法,并在此基础上,对不同工况下射流泵的内部流动进行了分析.结果表明:采用LES方法对射流泵湍流场进行模拟计算的结果是可靠的,无论是压力比还是效率,LES模型的数值模拟结果均与试验值吻合较好；采用双方程模型预测的喉管段高速核心区在混合过程中能量耗散过快,且没有预测出剪切层的旋涡结构,只有LES方法才能得到合理的旋涡结构,从而能准确地反映出大流量工况时剪切层中工作流体和被吸流体间的动量和能量输运及混合过程,因此LES所预测的射流泵的能量特性比其他湍流模型更接近试验值；流量比越大,工作流体与被吸流体在喉管内的混合位置越靠后,势流核区沿轴向区域越长,均匀混合后的轴向速度越大.
為瞭掌握射流泵中工作流體與被吸流體的混閤過程,通過基于雷諾平均N-S方程(RANS)的不同雙方程湍流模型以及大渦模擬(LES)對射流泵內部三維單相流場進行數值模擬,併將這些模型的計算結果和試驗值進行對比,研究瞭適閤射流泵模型的數值方法,併在此基礎上,對不同工況下射流泵的內部流動進行瞭分析.結果錶明:採用LES方法對射流泵湍流場進行模擬計算的結果是可靠的,無論是壓力比還是效率,LES模型的數值模擬結果均與試驗值吻閤較好；採用雙方程模型預測的喉管段高速覈心區在混閤過程中能量耗散過快,且沒有預測齣剪切層的鏇渦結構,隻有LES方法纔能得到閤理的鏇渦結構,從而能準確地反映齣大流量工況時剪切層中工作流體和被吸流體間的動量和能量輸運及混閤過程,因此LES所預測的射流泵的能量特性比其他湍流模型更接近試驗值；流量比越大,工作流體與被吸流體在喉管內的混閤位置越靠後,勢流覈區沿軸嚮區域越長,均勻混閤後的軸嚮速度越大.
위료장악사류빙중공작류체여피흡류체적혼합과정,통과기우뢰낙평균N-S방정(RANS)적불동쌍방정단류모형이급대와모의(LES)대사류빙내부삼유단상류장진행수치모의,병장저사모형적계산결과화시험치진행대비,연구료괄합사류빙모형적수치방법,병재차기출상,대불동공황하사류빙적내부류동진행료분석.결과표명:채용LES방법대사류빙단류장진행모의계산적결과시가고적,무론시압력비환시효솔,LES모형적수치모의결과균여시험치문합교호；채용쌍방정모형예측적후관단고속핵심구재혼합과정중능량모산과쾌,차몰유예측출전절층적선와결구,지유LES방법재능득도합리적선와결구,종이능준학지반영출대류량공황시전절층중공작류체화피흡류체간적동량화능량수운급혼합과정,인차LES소예측적사류빙적능량특성비기타단류모형경접근시험치；류량비월대,공작류체여피흡류체재후관내적혼합위치월고후,세류핵구연축향구역월장,균균혼합후적축향속도월대.
