孔板后流場(chǎng)數(shù)值模擬研究

《孔板后流場(chǎng)數(shù)值模擬研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、孔板后流場(chǎng)的數(shù)值模擬研究郭婷婷，鄒曉輝，王坤玉(東北電力大學(xué)能源與機(jī)械工程學(xué)院，吉林省吉林市132012)摘要：本文采用基于雷諾時(shí)均N-S方程標(biāo)準(zhǔn)k-ε紊流模型結(jié)合SIMPLE算法對(duì)夾角＝150°正六邊形孔、＝180°圓孔和＝150°圓孔孔板的擋風(fēng)特性進(jìn)行了數(shù)值研究；對(duì)三種板型在Re=2.34×105時(shí)的速度場(chǎng)進(jìn)行了比較，結(jié)果表明：在開(kāi)孔率相近的情況下，各種板型板后附近都會(huì)有回流出現(xiàn)，夾角＝150°、正六邊形孔孔板板后的回流區(qū)沿主流方向會(huì)逐漸消失，速度也將達(dá)到一個(gè)比較穩(wěn)定的數(shù)值；結(jié)果表明：夾角＝150°正六邊形孔孔板的擋風(fēng)效果最好。關(guān)鍵詞：紊流模型；數(shù)值模

2、擬；開(kāi)孔率；回流NumericalsimulationonthesheltereffectofporouswindfencesGuoTingting,ZouXiaohui,WangKunyu(DepartmentofEnergyandMechanicalEngineering,NortheastDianliUniversity,Jilin132012,JilinProvince,China;)ABSTRACT:Numericallysimulationwasperformedtoinvestigatethesheltercharacteristicofth

3、esheltereffectofporouswindfenceswhichangle()of150°and180°,holeshapeofroundandhexagon,usingcontrolvolumemethodandstandardk-εmodel,integratedwithSIMPLEalgorithm.ThevelocityfieldofthreefencesatthesameRe=2.34×105havebeencompared.Theresultssuggestthatasthecloseporosity,therewasre-circu

4、latingflowregionatdownstreambehindthefences,alongwithstream-flow,there-circulatingflowregionoftheangle()of150°andhexagonholefenceswoulddisappeargraduallyandthevelocitytrendedtoafixvalue.Theconclusionwasthattheangle=150°andhexagonholefenceshadbettersheltercharacteristicthanothers.K

5、eyword:turbulencemodel;numericallysimulated;porosity;re-circulatingflow引言近二十多年來(lái)，日本、美國(guó)、澳大利亞、英國(guó)、新西蘭等國(guó)都對(duì)孔板后流場(chǎng)進(jìn)行了研究，其中日本將孔板用于港口露天煤堆場(chǎng)的防塵抑塵工程，其它方面的研究還包括孔板對(duì)抑制土壤起塵、飛雪和飛沙也有研究[1-3]，Bofah和Alhinai[4]研究孔板對(duì)流沙的防治，Lee[5-8]等人對(duì)POSCO露天煤堆安裝的孔板、流體流過(guò)孔板后有三角菱形物體的流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬、風(fēng)洞監(jiān)測(cè)孔板后沙粒的運(yùn)動(dòng)軌跡和實(shí)驗(yàn)測(cè)量孔板后速度和湍動(dòng)能場(chǎng)進(jìn)行了

6、研究，Kim[9]等人研究了在開(kāi)孔率相同的情況時(shí)孔開(kāi)孔率相同的情況時(shí)孔徑對(duì)尾跡區(qū)流動(dòng)特性的影響，Park[10]作者簡(jiǎn)介：郭婷婷（1973－），女，博士，副教授，研究方向：葉輪機(jī)械內(nèi)部流動(dòng)的空氣動(dòng)力學(xué)和計(jì)算流體力學(xué)。等人研究了孔板對(duì)底部有間隙和不同開(kāi)孔率情況下板后三角菱形物體表面壓力的影響。本文采用基于雷諾時(shí)均N-S方程、標(biāo)準(zhǔn)k-ε紊流模型結(jié)合SIMPLE算法對(duì)不同工況下的孔板進(jìn)行數(shù)值研究，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。許多的學(xué)者在不同的研究方面運(yùn)用了雷諾時(shí)均N-S方程、標(biāo)準(zhǔn)k-ε紊流模型來(lái)研究問(wèn)題[11-14]。1物理模型和數(shù)值計(jì)算方法及邊界條件1.1幾何模型本

7、文的幾何模型如圖1所示，其上設(shè)有正阻風(fēng)面（101），側(cè)阻風(fēng)面（102）；側(cè)阻風(fēng)面（102）與正阻風(fēng)面（101）形成角（如圖2所示），角為150°；側(cè)阻風(fēng)面（102）上有通風(fēng)孔（103），正阻風(fēng)面（101）上有通風(fēng)孔（104）。本文幾何模型的尺寸為長(zhǎng)1400mm，寬40mm，高875mm，正阻風(fēng)面的寬度為80mm，側(cè)阻風(fēng)面的寬度為150mm，正阻風(fēng)面底面開(kāi)2排內(nèi)切圓直徑為25mm的六邊形大孔，側(cè)阻風(fēng)面上開(kāi)8排內(nèi)切圓直徑8mm的六邊形小孔，開(kāi)孔率＝18.79％，開(kāi)孔率關(guān)系式如下：＝×100％式中：Ah——開(kāi)孔孔總面積；Ab——板的總面積。圖1幾何模型示意圖圖2

8、夾角ααZ101102102103104UXY1031.2.1數(shù)值