12182.基于多松弛格子boltzmann方法的自由射流數(shù)值模擬

1、碩士學(xué)位論文基于多松弛格子Boltzmann方法的自由射NumericalstudyORtheeffectoforificeshapeontheflowfieldofplanejetflowviaMultiRelaxationTimelatticeBoltzmannmethod學(xué)21308019大連理工大學(xué)Da]ianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要由于射流在水利工程，水力發(fā)電，航空航天工程，給排

2、水工程等諸多工程領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，射流問題一直是流體機(jī)械領(lǐng)域中的一個重要課題。一直有研究表明孔口形狀的改變對射流流場特征值有著顯著的影響。然而，在學(xué)術(shù)領(lǐng)域該種影響一直未得到充分的研究。因此，在這篇論文中，作者使用多松弛格子Bokzmann方法模擬了經(jīng)典的二維(2D)不可壓縮平面自由射流。首先，在層流情況下，計算模擬了幾個典型雷諾數(shù)(Re=50，100，300及700)三種典型孔口，平直孔口，漸縮孔口及漸擴(kuò)孔口下的射流流場。本文中用一個參

3、數(shù)，孔口斜率，來描述孔口形狀的改變效應(yīng)，也就是射流孔口出口處的斜率。數(shù)值實驗表明孔口形狀很大程度影響著射流流場。在本文中，通過改變射流孔口出口處的傾斜角度，即孔口斜率，來探究孔口形狀對自由射流場的影響。而在湍流情況下，采用傳統(tǒng)大渦模擬(LargeEddySimulation)耦合多松弛格子Boltzmann方法來模擬高雷諾數(shù)下的湍性射流運(yùn)動，并計算三種典型的孔口形狀，即平直孔口，漸縮孔口及漸擴(kuò)孔I]“種情況下的平面自由射流場來探究孔口形

4、狀對自由射流流場特征量的影響。主要結(jié)論總結(jié)如下：層流情況下，(1)隨著孔口形狀由漸縮型變?yōu)闈u擴(kuò)性，最大軸線流向速度減小，與此同時，半速寬，即中軸線與該剖面上流向速度為軸線流速一半的位置之間的距離，以更大的速率增長；(2)軸線流向速度的倒數(shù)的3次方被證明與離坐標(biāo)原點的射流軸線距離滿足線性關(guān)系；(3)流向速度剖面的半速寬的3／2次冪被證明與射流軸線距離呈線性關(guān)系。然而，其中的線性參數(shù)隨孔口斜率的改變而產(chǎn)生相應(yīng)的變化。在湍流情況下，(1)雷諾