基于SIMPLE算法的湍流場的計算機仿真.pdf

1、湍流問題曾被稱為“經(jīng)典物理學最后的疑團”，是流體力學中尚未解決的最復雜的理論之一。 湍流是一種在任一空間點的瞬時物理量都在作劇烈變化的隨機運動，在湍流中存在無序的小尺度脈動結(jié)構(gòu)和具有某種次序的大尺度旋渦結(jié)構(gòu)(擬序結(jié)構(gòu))的復合結(jié)構(gòu)。 在工程流動、化工反應、傳熱和擴散等領(lǐng)域都涉及對湍流場數(shù)值模擬的問題，極為困難，其中我們關(guān)心的是控制區(qū)域里速度、壓力、溫度以及相關(guān)的動量、能量等值，以及其隨環(huán)境變量的變化情況。 要反映湍

2、流流場的真實情況，目前數(shù)值模擬主要有三種方法：①平均N-S方程的求解(RANS)，②大渦模擬(LES)，③直接數(shù)值模擬(DNS)。但是由于機械結(jié)構(gòu)內(nèi)部的復雜性以及目前計算機運行速度較慢，大渦模擬和直接數(shù)值模擬還很少用于湍流場的計算，更多的是通過求解平均N-S方程來進行數(shù)值模擬。因為平均N-S方程的不封閉性，需要引入湍流模型來封閉方程組。 在這種背景下，為實現(xiàn)對湍流場精確的數(shù)值計算，N．Kolmogro，周培源提出k-ε雙方程模型