| 【中文题名】 | 基于SIMPLE算法的湍流场的计算机仿真 |
| 【英文题名】 | Computer Simulation of Turbulent Flow Field Based on SIMLPE Algorithm |
| 【学科专业】 | 计算机应用技术 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-11-14 |
| 【中关键词】 | 湍流,SIMPLE算法,计算机仿真,,, |
| 【英关键词】 | Turbulence,SIMPLE Algorithm,Computer Simulation, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>计算技术、计算机技术>计算机的应用>信息处理(信息加工)>计算机仿真 |
| 【论文摘要】 |
湍流问题曾被称为“经典物理学最后的疑团”，是流体力学中尚未解决的最复杂的理论之一。
湍流是一种在任一空间点的瞬时物理量都在作剧烈变化的随机运动，在湍流中存在无序的小尺度脉动结构和具有某种次序的大尺度旋涡结构(拟序结构)的复合结构。
在工程流动、化工反应、传热和扩散等领域都涉及对湍流场数值模拟的问题，极为困难，其中我们关心的是控制区域里速度、压力、温度以及相关的动量、能量等值，以及其随环境变量的变化情况。
要反映湍流流场的真实情况，目前数值模拟主要有三种方法：①平均N-S方程的求解(RANS)，②大涡模拟(LES)，③直接数值模拟(DNS)。但是由于机械结构内部的复杂性以及目前计算机运行速度较慢，大涡模拟和直接数值模拟还很少用于湍流场的计算，更多的是通过求解平均N-S方程来进行数值模拟。因为平均N-S方程的不封闭性，需要引入湍流模型来封闭方程组。
在这种背景下，为实现对湍流场精确的数值计算，N．Kolmogro，周培源提出k-ε双方程模型，获得最普遍使用。在该模型中湍流流动的各个物理量可用通用方程组统一表达。
本文采用双方程模型对湍流场数值模拟这一工程难题做了研... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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Abstract |
4-5 |
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目录 |
5-7 |
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第一章 引言 |
7-12 |
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1.1 课题的现状 |
7-9 |
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1.2 本文的研究内容 |
9-12 |
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第二章 湍流的特性及基本方程 |
12-17 |
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2.1 湍流的特性 |
12-13 |
|
2.2 湍流的基本方程 |
13-17 |
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第三章 湍流模型 |
17-30 |
|
3.1 直接数值模拟(DNS) |
18-19 |
|
3.2 大涡模拟(LES) |
19 |
|
3.3 Reynolds平均法(RANS) |
19-21 |
|
3.3.1 Reynolds应力模型 |
20 |
|
3.3.2 涡粘模型 |
20-21 |
|
3.4 零方程模型及一方程模型 |
21-24 |
|
3.4.1 零方程模型 |
21-23 |
|
3.4.2 一方程模型 |
23-24 |
|
3.5 两方程模型 |
24-30 |
|
3.5.1 标准k-ε两方程模型 |
24-28 |
|
3.5.2 RNG模型 |
28-30 |
|
第四章 离散方法 |
30-39 |
|
4.1 离散化的任务 |
30-31 |
|
4.2 离散化的概念 |
31 |
|
4.3 离散化方程的结构 |
31-32 |
|
4.4 常用的离散化方法 |
32-36 |
|
4.4.1 有限差分法 |
32 |
|
4.4.2 有限元法 |
32-33 |
|
4.4.3 有限体积法 |
33-36 |
|
4.5 用有限体积法求解二维对流扩散问题 |
36-39 |
|
4.5.1 二维对流扩散问题的计算格式 |
36-37 |
|
4.5.2 压力-速度耦合问题方程 |
37 |
|
4.5.3 用有限体积法遇到的问题 |
37-39 |
|
第五章 SIMPLE算法 |
39-45 |
|
5.1 SIMPLE算法的基本思想 |
39 |
|
5.2 速度修正方程 |
39-41 |
|
5.3 压力修正方程 |
41-44 |
|
5.4 SIMPLE算法计算步骤 |
44-45 |
|
第六章 MATLAB和VC混合编程 |
45-53 |
|
6.1 MATLAB简介 |
45 |
|
6.2 MATLAB产品组成及语言特点 |
45-49 |
|
6.2.1 MATLAB主要产品构成 |
45-47 |
|
6.2.2 MATLAB语言特点 |
47-49 |
|
6.3 MATLAB和VC混合编程 |
49-53 |
|
第七章 计算机仿真实验 |
53-68 |
|
7.1 二维稳态传热 |
53-59 |
|
7.2 二维温度场分布 |
59-68 |
|
第八章 结论与展望 |
68-69 |
|
攻读硕士学位期间发表的论文 |
69-70 |
|
参考文献 |
70-73 |
|
致谢 |
73 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.370616 |
