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1、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文PDF方程中的小尺度混合模型和當(dāng)?shù)刈赃m應(yīng)建表方法的研究姓名:李藝申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:博士專業(yè):工程熱物理指導(dǎo)教師:陳義良2002.5.1I I- 一 一 一 一 一 -數(shù)學(xué)工具也是小尺度混合模型研究的一個(gè)重要內(nèi) 容. 針對(duì)這些問題, 本文創(chuàng) 新性地提出了應(yīng)用統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)理論中的最小均方誤差預(yù)報(bào)函 數(shù)來構(gòu)造混合模型 的思想, 并以詳細(xì)的理論分析證明了最小均方誤差預(yù)報(bào)的思想應(yīng)用于構(gòu)造小尺度混合模型是合理的. 然后, 根據(jù)對(duì)
2、小尺度混合項(xiàng)的直接數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)的 規(guī)律, 提出了一個(gè)非線性 I B M模型, 利用最小均方誤差預(yù)報(bào)的思想推導(dǎo)得到了其表達(dá)式. 在歸納大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上, 提出了其中出現(xiàn)的標(biāo)量脈動(dòng)和標(biāo)量耗散率的相關(guān)的模型, 分析說明了該模型是和剪切流中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合 的. 通過標(biāo)量脈動(dòng)和標(biāo)量耗散率的相關(guān)的模型, 非線性I B M模型在所有混合 模型中第一次考慮了R e 數(shù),P : 數(shù)以及速度場(chǎng)長(zhǎng)度尺度對(duì)混合速率的影響。為了對(duì)非線性 I B M模型 進(jìn)行
3、檢驗(yàn), 本文編制了在拋物型流場(chǎng)中求解 k - e 模型和標(biāo)量幾率密度函 數(shù)的 輸運(yùn)方程的計(jì)算程序. 在編制的程序中, 采用了比前人工作更直觀的坐標(biāo)變換. 同時(shí), 通過調(diào)整速度場(chǎng)和標(biāo)量場(chǎng)的求解次序,消除了不相容性, 并提出了匹配標(biāo)量場(chǎng)和速度場(chǎng)的求解的一個(gè)改進(jìn)方案.本文最后應(yīng)用非線性 I B M模型和 I B M模型計(jì)算了均勻定常湍流場(chǎng)中二元 標(biāo)量的混合過程,有均勻平均溫度梯度的網(wǎng)格湍流中溫度脈動(dòng)的發(fā)展過程,以及H 2 / H e / 空氣
4、湍流射流擴(kuò)散火焰. 計(jì)算結(jié)果表明, 非線 性 I B M模型的弛豫 性比I B M模型有明顯改善, 同時(shí), 非線性I B M模型對(duì)幾率密度函數(shù)尾部特性 模擬得更準(zhǔn)確. 在射流擴(kuò)散火焰中非線性 I B M模型計(jì)算得到的平均溫度和絕 大部分的組分的密度加權(quán)平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)的分布都比I B M模型的計(jì)算結(jié)果更接近實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù), 對(duì) O H和氮氧化物 N O的計(jì)算結(jié)果改進(jìn)尤其明顯. 這些結(jié)果說明標(biāo)量場(chǎng)的非平衡性產(chǎn)生的非線性效應(yīng)以及 R e 數(shù)和P r
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