湍流度计算

湍流度计算

湍流度是描述流体运动中湍流程度的物理量，它是评价流体湍流性质的重要指标之一。湍流是一种流体运动状态，其特点是流速和压力的空间和时间变化非常复杂，存在涡旋、涡流等不规则的流动结构。湍流度的计算是为了更好地理解和研究湍流现象，以及在工程和科学领域中预测和控制湍流的行为。

湍流度的计算方法有很多种，其中一种常见的方法是利用湍流能量谱。湍流能量谱是描述湍流能量随波数变化的函数，它可以通过测量流体运动的速度场来得到。在实际测量中，可以利用激光多普勒测速仪等设备来获取流体速度场的数据，然后通过傅里叶变换等数学方法将速度场数据转化为湍流能量谱。湍流能量谱的形状和特征可以反映出流体湍流的程度和结构。

另一种计算湍流度的方法是利用雷诺应力。雷诺应力是描述流体中速度梯度对流动产生的影响的物理量，它可以通过测量流体速度场的相关性来计算。具体而言，可以通过测量流体速度场在不同位置和时间上的相关性来获得雷诺应力的值，从而得到湍流度的信息。

除了上述方法，还有一些其他的计算湍流度的方法，例如利用湍流中的涡旋结构特征、利用湍流的统计性质等。这些方法都有各自的优缺点，适用于不同的情况和问题。

湍流度的计算在科学研究和工程实践中具有重要的应用价值。在科

学研究方面，湍流度的计算可以帮助我们更好地理解湍流现象的本质和特征，揭示湍流发展和演化的规律。在工程实践方面，湍流度的计算可以用于优化流体力学系统的设计和操作，提高能源利用效率，减少能源损失和环境污染。此外，湍流度的计算还可以用于预测和控制湍流的行为，例如在飞行器设计中预测湍流对飞行性能的影响，或者在建筑物设计中预测湍流对结构的荷载和振动的影响。

湍流度的计算是研究湍流现象和应用湍流理论的重要手段之一。通过选择合适的计算方法和技术手段，可以准确地评估和描述流体湍流的程度和特征，为科学研究和工程实践提供有力支持。未来，随着计算机技术的不断发展和进步，湍流度的计算方法和技术将得到进一步的改进和创新，为湍流研究和应用带来更多的机遇和挑战。

文献中提到的湍流参数设置

对于没有任何已知条件的情况，可根据湍动强度Ti 和特征长度L ，由下式粗略估计进口的κ和ε的分布： 2)(23i nf T u =κ 23 4 3k C με= L 07.0= 式中，nf u 是进口处的平均速度，特征长度L 可按等效管径计算。摘自：W.Rodi,Turbulence modle and their application in hydraulics-A state of the art review,IAHR,delft,The Netherlands,1980 湍流参数计算式 湍流强度I （turbulence intensity)按下式计算： 125.0')(Re 16.0/-==H D u u I 其中，'u 和u 分别为湍流脉动速度与平均速度，H D Re 为按水里直径计算得到的Reynolds 数。对于圆管，水力直径H D 等于圆管直径，对于其他几何形状，按等效水力直径确定。湍流长度尺度l (turbulence length scale)按下式计算： l =0.07L 这里，L 为关联尺寸。对于充分发展的湍流，可取L 等于水力直径。湍动粘度比μμ/t （Turbulent Viscosity Ratio)正比于湍动Reynolds 数，一般可取10/1<<μμt 。修正的湍流粘度ν（Modified Turbulent Viscosity ）按下式计算： Il u 2 3=ν 湍动能κ(Turbulent Kinetic Energy)按下式计算： 2)(23I u =κ 如果已知湍流长度尺度l ，则湍动耗散率ε（Turbulent Dissipation Rate ）按下式计算： l C 234 3κεμ= 式中，μC 取0.09。如果已知湍动粘度μμt ，则湍动耗散率ε按下式计算： 12)(-=μ μμκρεμt C 如果已知湍流长度尺度l ，则比耗散率w （Specific Dissipation Rate ）按下式计算： l C w 412 1μκ=

FLUENT中湍流参数的定义

FLUENT 中湍流参数的定义 2011-07-28 10:46:03| 分类: 默认分类|举报|字号订阅 流场的入口、出口和远场边界上，用户需要定义流场的湍流参数。在FLUENT 中可以使用的湍流模型有很多种。在使用各种湍流模型时，哪些变量需要设定，哪些不需要设定以及如何给定这些变量的具体数值，都是经常困扰用户的问题。本小节只讨论在边界上设置均匀湍流参数的方法，湍流参数在边界上不是均匀分布的情况可以用型函数和UDF(用户自定义函数)来定义，具体方法请参见相关章节的叙述。 在大多数情况下，湍流是在入口后面一段距离经过转捩形成的，因此在边界上设置均匀湍流条件是一种可以接受的选择。特别是在不知道湍流参量的分布规律时，在边界上采用均匀湍流条件可以简化模型的设置。在设置边界条件时，首先应该定性地对流动进行分析，以便边界条件的设置不违背物理规律。违背物理规律的参数设置往往导致错误的计算结果，甚至使计算发散而无法进行下去。 在Turbulence Specification Method (湍流定义方法)下拉列表中，可以简单地用一个常数来定义湍流参数，即通过给定湍流强度、湍流粘度比、水力直径或湍流特征长在边界上的值来定义流场边界上的湍流。下面具体讨论这些湍流参数的含义，以保证在设置模型时不出现违背流动规律的错误设置: (1)湍流强度(Turbulence Intensity) 湍流强度I的定义为: I=Sqrt(u’*u’+v’*v’+w’*w’)/u_avg (8-1) 上式中u',v' 和w' 是速度脉动量，u_avg是平均速度。

湍流强度小于1,时，可以认为湍流强度是比较低的，而在湍流强度大于10,时，则可以认为湍流强度是比较高的。在来流为层流时，湍流强度可以用绕流物体的几何特征粗略地估算出来。比如在模拟风洞试验的计算中，自由流的湍流强度可以用风洞的特征长度估计出来。在现代的低湍流度风洞中，自由流的湍流强度通常低于0.05%。 内流问题进口处的湍流强度取决于上游流动状态。如果上游是没有充分发展的未受扰流动，则进口处可以使用低湍流强度。如果上游是充分发展的湍流，则进口处湍流强度可以达到几个百分点。如果管道中的流动是充分发展的湍流，则湍流强度可以用公式(8-2)计算得到，这个公式是从管流经验公式得到的: I=u’/u_avg=0.16*Re_DH^-0.125 (8-2) 其中Re_DH是Hydraulic Diameter(水力直径)的意思，即式(8-2)中的雷诺数是以水力直径为特征长度求出的。 (2)湍流的长度尺度与水力直径 湍流能量主要集中在大涡结构中，而湍流长度尺度l则是与大涡结构相关的物理量。在充分发展的管流中，因为漩涡尺度不可能大于管道直径，所以l 是受到管道尺寸制约的几何量。湍流长度尺度l 与管道物理尺寸L关系可以表示为: l = 0.07L (8-3) 式中的比例因子0.07 是充分发展管流中混合长的最大值，而L则是管道直径。在管道截面不是圆形时，L可以取为管道的水力直径。 湍流的特征长取决于对湍流发展具有决定性影响的几何尺度。在上面的讨论中，管道直径是决定湍流发展过程的唯一长度量。如果在流动中还存在其他对流动影响更大 的物体，比如在管道中存在一个障碍物，而障碍物对湍流的发生和发展过程起着重要的干扰作用。在这种情况下，湍流特征长就应该取为障碍物的特征长度。

ANSYS湍流动能湍流耗散率ke计算公式V.docx

管道中流动是充分发展的湍流、湍流强度 计算式 指标公式平均速度 velocity magnitude 水力直径 Hydraulic Diameter 运动粘度V水 雷诺数 Re 湍流强度 intensity u_arg*dh/V I=0.16*Re_DH^-0.125(8-2) 已知湍流强度和水力直径 , 计算 k-epsilon 指标公式 平均速度 velocity magnitude 湍流强度 intensity 水力直径 Hydraulic Diameter L=dh 特征长度 湍流长度尺度 Length Scale l = 0.07L(8-3) 湍流动能 turbulent kinetic energy k=1.5*(u_avg*I)^2 (8-6) 湍流耗散率 turbulent dissipation rate epsilon=C_mu^0.75*k^1.5/l (8-7) 已知湍流强度和长度尺度 , 计算 k-epsilon 指标公式 平均速度 velocity magnitude 湍流强度 intensity 水力直径 Hydraulic Diameter L=dh 特征长度 湍流长度尺度 Length Scale l = 0.07L(8-3) 湍流动能 turbulent kinetic energy k=1.5*(u_avg*I)^2 (8-6) 湍流耗散率 turbulent dissipation rate epsilon=C_mu^0.75*k^1.5/l (8-7) 已知湍流强度和湍流粘度比, 计算k- epsilon 指标公式 平均速度 velocity magnitude 湍流强度 intensity 湍流粘度比 Viscosity Ratio 密度 运动粘度V 水水

探讨湍流强度定理和湍流发展的宏观机制

探讨湍流强度定理和湍流发展的宏观机制 【摘要】随着经济的快速增长，人们对于湍流这方面的知识也在不断的进步中,但是对于湍流这方面所产生的科学现象还是没有更加完善的解释的，所以,本文就从探讨湍流强度定理和湍流发展的宏观机制这方面来研究。 【关键词】湍流强度定理；湍流发展；宏观机制 一、前言 当今社会中,在对于湍流这方面的认识是证明科学在不断进步的依据，湍流这个科学名词出现以来，解释了很多以前解释不了的科学现象，湍流发展在宏观机制下有很大的提高，相信随着科学家在这方面的努力，湍流这项技术还会有很大的进步的。 二、风电机组机位湍流强度计算方法及其所适用的风电场 1、环境湍流 空气中湍流是指风速、风向及其垂直分量的迅速扰动或不规律性。湍流产生的原因主要是，由于地形差异（例如山峰），当空气流动时与地表的―摩擦‖以及由于空气密度差异和气温变化的热效应。湍流强度是脉动风速（瞬时风速与平均风速的差）的均方差σ与平均风速v的比值： 根据最新IEC标准，当IT>0.18时，表明湍流处于较高水平；当IT<0.14时，湍流处于较低水平。由于在此计算中完全采用测风塔数据计算风电场湍流强度，而没有考虑风电机组之间的影响，甚至也不考虑风电机组所处地形条件影响，因此在风电场评估中这里的IT叫做环境湍流。一个风电场，通常由几台、几十台甚至上百台风电机组组成，通过风电场微观选址，所有机位被固定下来。然后根据风况条件，通常要对这些机位进行安全性分析，包括极大风速、湍流等，这些指标通常为风电机组生产厂家所重视。因此，不考虑机组之间的影响，以环境湍流的大小来说明风电机组机位湍流实际上只适用于个别情况。在一些地形平坦、风向单一的风电场内，风电机组呈单排分布，并且近似垂直主风向，如图1、图2所示，此时环境湍流一定程度上反映风电机组机位湍流强度的大小。图1为中国东南沿海某风电场风向风能玫瑰，该风电场可近似归类于上述情况。 图１中国东南沿海某风电场风向风能玫瑰

iref 湍流强度

iref 湍流强度 摘要： 1.湍流概述 2.湍流强度的定义和计算方法 3.湍流强度在工程应用中的重要性 4.提高湍流强度的方法 5.湍流强度测量技术的发展 正文： 湍流现象广泛存在于自然界和工程领域中，对流体运动的影响尤为显著。湍流强度是描述湍流现象的一个重要参数，了解其定义和计算方法有助于我们更好地把握湍流特性。 湍流强度（Turbulence Intensity，简称TI）是指流体在某一范围内，由于湍流脉动导致的速度波动程度。它反映了流体运动中的混乱程度，通常用速度脉动的标准差与平均速度之比来表示。湍流强度的计算公式为：TI = √(Σ(v_i - v_mean)^2 / N) 其中，v_i表示某一时刻的速度测量值，v_mean表示平均速度，N表示速度测量次数。 在工程应用中，湍流强度具有重要意义。它可以直接影响到流体的传热、传质、阻力、混合等过程。提高湍流强度可以优化流体输送性能，降低能耗，改善设备运行效率。为了提高湍流强度，我们可以采取以下方法： 1.优化流体动力学条件，如增加流速、减小流体黏度等；

2.改变流体流动形态，如采用射流、旋流等； 3.采用湍流强化技术，如射流掺混、涡旋生成等。 随着科学技术的不断发展，湍流强度测量技术也取得了显著进步。从最初的示踪剂法、热线法、热膜法，到现代的激光多普勒测速仪（LDV）、颗粒图像测速（PIV）等，这些技术为研究湍流强度提供了更为精确的测量手段。此外，数值模拟技术的发展也为湍流强度的计算和预测提供了新的途径。 总之，湍流强度是一个关键的流体力学参数，其在工程应用中具有重要价值。通过了解湍流强度的定义、计算方法和提高湍流强度的方法，我们可以更好地操控流体运动，实现流体输送过程的优化。

第三章湍流模型

第三章湍流模型 湍流模型第一节前言湍流流动模型很多，但大致可以归纳为以下三类： 第一类是湍流输运系数模型，是Boussinesq于1877年针对二维流动提出的，将速度脉动的二阶关联量表示成平均速度梯度与湍流粘性系数的乘积。即： 3－1 推广到三维问题，若用笛卡儿张量（笛卡尔坐标系）表示，即有： 3－2 为DELT函数，一般i=j时为1，否则为0. 模型的任务就是给出计算湍流粘性系数的方法。根据建立模型所需要的微分方程的数目，可以分为零方程模型（代数方程模型），单方程模型和双方程模型。 （模拟大空间建筑空气流动）μt=0.038 74ρvl （模拟通风空调室内的空气流动）比例系数由直接数值模拟的结果拟合而得，其中：v为当地时均速度，l为当地距壁面最近的距离。 第二类是抛弃了湍流输运系数的概念，直接建立湍流应力和其它二阶关联量的输运方程。 第三类是大涡模拟。前两类是以湍流的统计结构为基础，对所有涡旋进行统计平均。大涡模拟把湍流分成大尺度湍流和小尺度湍流，通过求解三维经过修正的Navier-Stokes方程，得到大涡旋的运动特性，而对小涡旋运动还采用上述的模型。 实际求解中，选用什么模型要根据具体问题的特点来决定。选择的一

般原则是精度要高，应用简单，节省计算时间，同时也具有通用性。参见：湍流模型的选择资料。 FLUENT提供的湍流模型包括：单方程（Spalart-Allmaras）模型、双方程模型（标准κ-ε模型、重整化群κ-ε模型、可实现(Realizable)κ-ε模型）及雷诺应力模型和大涡模拟。 Zero-Equation Models One-Equation Models Spalart-Allmaras Two-Equation Models Standard k-e RNG k-e Realizable k-e Reynolds-Stress Model Large-Eddy Simulation Direct Numerical Simulation 包含更多物理机理每次迭代计算量增加FLUENT提供的模型选择RANS-based models 湍流模型种类示意图大涡模拟启动需要用命令：(rpsetvar ＇les-2d? #t) 第二节平均量输运方程输运过程的粘滞系数、扩散系数和热传导率，故称为输运方程雷诺平均就是把Navier-Stokes方程中的瞬时变量分解成平均量和脉动量两部分。对于速度，有： 3－3 其中，和分别是平均速度和脉动速度（i=1,2,3）类似地，对于压力等其它标量，我们也有： 3－4 其中，表示标量，如压力、能量、组分浓度等。 把上面的表达式代入瞬时的连续与动量方程，并取平均（去掉平均速度上的横线），我们可以把连续与动量方程写成如下的笛卡儿坐标系下的张量形式： 3－5 3－6 上面两个方程称为雷诺平均的Navier-Stokes（RANS）方程。他们和瞬时Navier-Stokes方程有相同的形式，只是速度或其它求解变量变成了时间平均量。额外多出来的项是雷诺应力，表示湍流的影响。

用湍流球间接测量流场湍流度的原理

用湍流球间接测量流场湍流度的原理 1. 引言 湍流是一种复杂的流动状态，其在自然界和工程中普遍存在。测量湍流度是研究湍流现象和流场行为的重要手段之一。湍流球是一种常用的间接测量湍流度的装置。本文将深入探讨湍流球测量湍流度的原理。 2. 湍流度的定义和重要性 湍流度是反映流场湍流性质的参数，用于描述流体在运动过程中出现的不规则和无规律的涡旋结构。湍流度的测量对于工程设计和科学研究都具有重要意义，例如在飞行器设计中，了解气流湍流度可以有效预测飞机的飞行稳定性和安全性。 3. 湍流球测量原理的基本概念 湍流球是一种小球形物体，通过测量流体对湍流球表面的阻力大小来间接推断流场的湍流度。湍流球测量原理的基本思想是，湍流度越大，流体对湍流球的阻力越大。 4. 湍流球测量原理的具体过程 湍流球测量原理的具体过程可以分为以下几个步骤： 4.1 制备湍流球装置 首先，需要制备一个湍流球装置。湍流球通常由金属或塑料制成，具有较为光滑的表面。球的直径取决于流场的特性和测量精度的要求。 4.2 将湍流球置于流场中 将制备好的湍流球装置置于待测流场中，确保湍流球与流体接触的表面光滑、平行并且没有外力干扰。

4.3 测量湍流球的阻力 通过测量湍流球所受到的阻力大小，可以间接获取流场的湍流度信息。常用的测量方法有静压法和动压法。 4.3.1 静压法 静压法通过测量流体在湍流球表面附近的静压分布来推断湍流度。利用静压传感器分别测量湍流球上、下表面和周围流场的静压，通过静压分布的差异计算湍流度。 4.3.2 动压法 动压法通过测量流体在湍流球表面附近的动压分布来推断湍流度。利用动压传感器分别测量湍流球上、下表面和周围流场的动压，通过动压分布的差异计算湍流度。 4.4 数据处理和分析 根据测量得到的湍流度数据，进行数据处理和分析。可以使用统计学方法和数值计算方法对数据进行分析，得出流场湍流度的定量结果。 5. 湍流球测量原理的优缺点 湍流球测量原理具有以下优点： - 非侵入性测量方法，不会对流场的自然状态造成干扰； - 设备简单、操作方便； - 适用于各种流体，无流场特定性要求。 然而，湍流球测量原理也存在一些缺点： - 测量结果受到流场的干扰，需要进行数据修正； - 测量结果的精度受到湍流球尺寸、放置位置等因素的影响。 6. 湍流球测量在工程中的应用 湍流球测量原理在工程领域有广泛的应用，例如： - 空气动力学研究中，用于飞机和汽车的气动优化设计； - 水力学研究中，用于水流的湍流度测量和水力机械的设计； - 燃烧学研究中，用于燃烧过程中湍流传递和混合的分析。 7. 结论 湍流球测量原理是一种间接测量流场湍流度的方法，通过测量湍流球的阻力大小来推断流场的湍流度。湍流球测量原理具有可行性和实用性，并广泛应用于各个领域

湍流的雷诺数

湍流的雷诺数 雷诺数是描述流体运动中湍流程度的一个无量纲数。它是由法国工程师Maurice Renau提出的，用来衡量惯性力和黏性力的 相对重要性。湍流的雷诺数越大，湍流流动越剧烈，反之，雷诺数越小，流动越趋于稳定。 雷诺数的定义如下： 雷诺数Re是流体流动中惯性力和黏性力的相对度量，它的计 算公式为：Re = ρVL / μ，其中ρ是流体的密度，V是流体的 速度，L是特征长度，μ是流体的动力黏度。 雷诺数的大小决定了流体流动的特性。当雷诺数较小（对于管内流动来说，通常小于2300），流动是层流的，流体在管内 的运动规律符合稳定的定常流动，具有良好的可控性和可预测性。当雷诺数较大时（对于管内流动来说，通常大于4000），流动变得不规则，出现湍流现象，流体的速度和压力分布变得复杂，无法通过简单的定态方程来描述。 雷诺数的影响涉及到流体力学中的很多方面。在管道流动中，雷诺数决定了层流和湍流的过渡点，是管道内流态转变的关键参数。雷诺数越大，层流到湍流转变的位置越早，湍流阻力越大。在空气动力学中，雷诺数被广泛用于确定流动的稳定性和压力分布。雷诺数越大，流动越不稳定，气动力学效应越明显，例如在飞行器设计中，飞行速度越快，雷诺数越大，需要对气动特性进行精确建模以确保设计的安全和稳定。 在工程和科学研究中，雷诺数是一个重要的参数，与流体的运

动规律和性能直接相关。通过改变流体的速度、密度、黏度或特征长度，可以调节雷诺数的大小，从而控制流体的流动特性和相关的物理现象。 总而言之，雷诺数是描述流体流动中湍流程度的一个重要参数，它反映了惯性力和黏性力对流动的影响程度。雷诺数的大小决定了流动的稳定性和湍流的程度，对于理解和控制流体运动具有重要意义。

湍流公式

1、湍流强度 定义：速度波动的均方根与平均速度的比值 小于1%为低湍流强度，高于10%为高湍流强度。 计算公式： I=0.16×re−18⁄ 式中：I-湍流强度，re-雷诺数 无论流体的种类和管径如何变化，流体的密度ρ和动力粘滞系数μ、管径d、流体的临界流速v k，这四个物理量按下列方式组合成的无量纲数不变，而且约为2320，即 Re k=ρ×v k×d μ=v k×d ν =2320 将上式中的临界流速换人流体的实际流速．可得管道中流体流动的实际雷诺数。由于的Re k大小不随管径和流体种类而变化．因此被作为判别流态的依据。Re≤2320，流体处于层流状态；4000≥Re≥2320，流体处于从层流向紊流的过渡区；Re>4000，流体处于紊流状态。Re>Re k时，流动处于紊流状态。因此，可得圆管内流态的判别准则。 层流 Re=ρ×v×d μ = v×d ν ≤2320 紊流 Re=ρ×v×d μ = v×d ν >2320 工程上，为简便起见，假设雷诺数： Re=ρvD η 其中D为物体的几何限度（如直径）。 对于几何形状相似的管道，无论ρ、v、D、η如何不同，只要比值Re相同，其流动情况就相同。 圆形直管中的雷诺数计算公式：雷诺数=管径*流速*流体密度/流体密度 Re=1000*v*D/ν V-平均流速；D-水力直径；对管D=d，d为圆管直径；对于非圆形管道D=4A/X，其中A 为通流界面面积，X为湿周（通流界面上液体与固体壁面相接触的周界长度）；ν-运动粘度。 《》 2、湍流尺度及水力直径 湍流尺度（turbulence length）a physical quantity related to the size of the large eddies that contain the energy in turbulent flows 通常计算公式： I=0.07L L为特征尺度，可认为是水力半径，因数0.07是基于充分发展的湍流管道中混合长度的最大值。

湍流流动瞬时速度计算公式

湍流流动瞬时速度计算公式 湍流是一种不规则的、混乱的流动状态，它在自然界和工程领域中都十分常见。在湍流中，流体的速度会发生剧烈的变化，造成流动的混乱和不可预测性。因此，对湍流流动的瞬时速度进行准确的计算和预测是十分重要的。在本文中，我们将介绍湍流流动瞬时速度的计算公式，并探讨其在工程实践中的应用。 湍流流动的瞬时速度可以用雷诺平均进行描述。雷诺平均是指在一段时间内， 流体速度的瞬时值进行平均，从而得到一个平均速度。在湍流中，流体速度会出现高频率的变化，因此进行雷诺平均是十分重要的。雷诺平均速度可以用下面的公式进行计算： \[ \overline{u} = \frac{1}{T} \int_{0}^{T} u(t) dt \] 其中，\( \overline{u} \) 表示雷诺平均速度，\( T \) 表示平均时间段，\( u(t) \) 表 示瞬时速度。 在实际工程中，湍流流动的瞬时速度可以通过多种方法进行测量和计算。其中，最常见的方法是利用激光多普勒测速仪（LDV）进行测量。激光多普勒测速仪是 一种高精度的流速测量仪器，它可以通过测量激光束在流体中的散射来确定流体速度的大小和方向。利用激光多普勒测速仪可以得到流体速度的瞬时值，从而进行雷诺平均得到平均速度。 除了激光多普勒测速仪，还可以利用数字图像处理技术进行湍流流动的速度测量。通过在流体中加入颗粒追踪技术，可以得到流体速度场的分布，进而计算得到湍流流动的瞬时速度。这种方法在实验室中得到了广泛的应用，可以对湍流流动进行高精度的测量和分析。 在工程实践中，湍流流动瞬时速度的计算和预测对于设计和优化流体系统具有 重要意义。例如，在飞机设计中，湍流流动的瞬时速度可以影响飞机的气动性能和

高湍流度格栅下游流场试验研究

高湍流度格栅下游流场试验研究 杨明;张晓东;刘志刚;赵旺东;王晖 【摘要】为满足高湍流度下涡轮扇形叶栅气动与冷效试验的需求，试制了三种被动控制单平面方形格栅并对其进行了试验验证。对格栅下游流场进行了详细的动态测量，并研究了测量位置、格栅尺寸和来流条件等对格栅下游流场湍流度的影响规律。结果表明，grid 3方案格栅能产生10%以上的湍流度，可作为湍流发生装置并满足后续研究要求；格栅几何特征对其下游湍流度影响显著；在试验范围内，来流速度对湍流度近乎无影响。%Three kinds of single plane square grid were made to satisfy the requirements of high turbulence intensity condition for turbine sector cascade aerodynamics and cooling effect test, which were validated by experiments. The downstream flow field of the grid was measured in detail to obtain the effects of measure⁃ment position, gird geometry and inlet condition on the turbulence intensity. From the results, it can be seen that the grid 3 project could generate more than 10% turbulence intensity, which could satisfy the require⁃ments of the subsequent researches as turbulence generator. Grid geometry has great impact on the down⁃stream turbulence. The influence of the inlet flow velocity on the turbulence almost could be ignored in the test range. 【期刊名称】《燃气涡轮试验与研究》 【年(卷),期】2016(029)002 【总页数】5页(P16-20)

湍流知识1

湍流模型的选择 1 湍流简介 湍流出现在速度变动的地方。这种波动使得流体介质之间相互交换动量、能量和浓度变化，而且引起了数量的波动。由于这种波动是小尺度且是高频率的，所以在实际工程计算中直接模拟的话对计算机的要求会很高。实际上瞬时控制方程可能在时间上、空间上是均匀的，或者可以人为的改变尺度，这样修改后的方程耗费较少的计算机。但是，修改后的方程可能包含有我们所不知的变量，湍流模型需要用已知变量来确定这些变量。 2 选择一个湍流模型 不幸的是没有一个湍流模型对于所有的问题是通用的。选择模型时主要依靠以下几点：流体是否可压、建立特殊的可行的问题、精度的要求、计算机的能力、时间的限制。为了选择最好的模型，你需要了解不同条件的适用范围和限制 这一章的目的是给出在FLUENT中湍流模型的总的情况。我们将讨论单个模型对cpu 和内存的要求。同时陈述一下一种模型对那些特定问题最适用，给出一般的指导方针以便对于你需要的给出湍流模型。 3 构建湍流模型——标准k-e模型 最简单的完整湍流模型是两个方程的模型，要解两个变量，速度和长度尺度。在FLUENT 中，标准k-e模型自从被Launder and Spalding提出之后，就变成工程流场计算中主要的工具了。适用范围广、经济、合理的精度，这就是为什么它在工业流场和热交换模拟中有如此广泛的应用了。它是个半经验的公式，是从实验现象中总结出来的。 由于人们已经知道了k-e模型适用的范围，因此人们对它加以改造，出现了RNG k-e 模型和带旋流修正k-e模型。 （附上： 3.1 RNG k-e模型 RNG k-e模型来源于严格的统计技术。它和标准k-e模型很相似，但是有以下改进： RNG模型在e方程中加了一个条件，有效的改善了精度。 考虑到了湍流漩涡，提高了在这方面的精度。 RNG理论为湍流Prandtl数提供了一个解析公式，然而标准k-e模型使用的是用户提供的常数。 然而标准k-e模型是一种高雷诺数的模型，RNG理论提供了一个考虑低雷诺数流动粘性的解析公式。这些公式的效用依靠正确的对待近壁区域； 这些特点使得RNG k-e模型比标准k-e模型在更广泛的流动中有更高的可信度和精度。3.2 带旋流修正k-e模型 带旋流修正的 k-e模型是近期才出现的，比起标准k-e模型来有两个主要的不同点：带旋流修正的k-e模型为湍流粘性增加了一个公式。为耗散率增加了新的传输方程，这个方程