湍流流动
沿管道长度的压力降 - 湍流
问题说明：使用标准 k-ε 湍流模型对直管道中的 3D 湍流流动进行建模。
参考资料：F.M. White. Fluid Mechanics. 3rd Edition. McGraw Hill Book Co. Inc., New York, NY, 1994.
流体属性 | 几何属性 | 工作条件 |
密度 = 1.225 kg/m3 黏度 = 1.7894e-5 Pa-s | 半径 = 0.002 m 长度 = 2 m | 入口速度 = 50m/s 出口压力 = 0 Pa |
结果比较
结果 | 解析 | Creo Flow Analysis | 差异百分比 |
压力降 (Pa) | 0.743 | 0.73 | 0.48 |
翼型 RAE2822 上的跨音速流动
问题说明：使用标准 k-ε 湍流模型在风道条件下围绕翼型 RAE2822 对 2D 跨音速流动进行建模。
弦长 = 1 m
参考资料：P.H. Cook, M.A. McDonald, M.C.P. Firmin. “Aerofoil RAE 2822 - Pressure Distributions, and Boundary Layer and Wake Measurements.” AGARD Advisory Report No. 138.
流体属性 | 几何属性 | 工作条件 |
空气 密度 = 理想气体定律 黏度 = 3.54822 X 10 -5 kg/ ms | RAE 2822 翼型 AoA = 2.31 度 风洞高度 = 72 m 风洞长度 = 96 m | M = 0.729 边界处的压力 = 71154 Pa 边界处的温度 = 271 K |
结果 - 翼型周围的等压线
结果比较 - 升力和阻力系数
结果 | 目标 | Creo Flow Analysis | 错误百分比 |
升力系数 | 0.743 | 0.73 | 1.75 |
阻力系数 | 0.0127 | 0.0126 | 0.79 |
结果比较 - 压力分布系数
后向台阶湍流流动
问题说明：使用重整化群 k-ε 模型针对后向台阶流对具有分离和再附着特性的二维湍流流动进行建模。
• A = 入口
• B = 台阶
• C = 出口
参考资料：D.M. Driver, H.L. Seegmiller, "Features of a Reattaching Turbulent Shear Layer in Divergent Channel Flow". AIAA Journal,Vol 23, pp. 163-171, 1985.
流体属性 | 几何属性 | 工作条件 |
密度：1 kg/m3 黏度：0.0001 kg/m-s | 步距高度 = 1 m 通道长度 = 34 m 通道高度 = 9 m | 入口：速度达到 3.74 m/s 时完全展开的速度曲线 出口：大气压力 |
结果比较 - 再附着长度
再附着长度是与在正流动方向恢复流动的台阶的距离。实验为再附着长度提供了范围。
再附着长度 |
实验 | Creo Flow Analysis |
x/H = 6.16 – 6.34 | x/H = 6.21 |
结果比较 - 表皮摩擦系数
在实验中确定了台阶再附着点下游的预测，如下所示：
• 表面摩擦的激光油流动干涉仪测量
• 零表面摩擦位置的插值。沿壁的实验和 CFD 结果将在下面进行比较。
圆柱上的涡旋脱落
问题说明：使用标准 k-ε 湍流模型对圆柱上的流动进行建模。
参考资料：Williamson, C. H. K. (1988). Defining a universal and continuous Strouhal–Reynolds number relationship for the laminar vortex shedding of a circular cylinder. Physics of Fluids.
流体属性 | 几何属性 | 工作条件 |
密度 = 1 kg/m3 黏度 = 0.01 Pa-s | 请参阅上方图像 | 瞬态 = 0.01 s 入口速度 = 1 m/s 出口压力 = 0 Pa |
结果 - 150 s 后的 z 涡度
结果比较 - 斯特鲁哈尔数
斯特鲁哈尔数用于测量分离频率。
结果 | 目标 | Creo Flow Analysis | 差异百分比 |
斯特鲁哈尔数 | 0.164 | 0.165 | 0.61 |
通风外壳内的过渡循环流
问题说明：使用标准 k-ε 模型在通风外壳内对 3D 循环流进行建模。
• I = 入口
• O = 出口
参考资料：P.V. Nielsen, A Restivo, J.H. Whitelaw, “The Velocity Characteristics of Ventilated Rooms”, Journal of Fluids Engineering, Vol 100, pp.291-298 , 1978.
流体属性 | 几何属性 | 工作条件 |
密度 = 1.1766 kg/m3 黏度 = 1.853e-5 Pa-s | L = 267.9 mm W = 89.3 mm 入口高度 = 5 mm 出口高度 = 14.3 mm | 入口速度 = 15.78 m/s 出口压力 = 大气压力 |
结果 - 中心线处的 X 等流速线
结果 - 中心线处的 Y 等流速线
结果比较 - 沿外壳 y 方向的标准化速度
扩散器中的湍流流量
问题说明：使用标准 k-ε 湍流模型对扩散器中的 3D 湍流流动进行建模。
参考资料：Azad, R. S., & Kassab, S. Z. (1989). Turbulent flow in a conical diffuser: Overview and implications. Physics of Fluids A: Fluid Dynamics, 1(3), 564–573.
流体属性 | 几何属性 | 工作条件 |
密度 = 1.15758 kg/m3 黏度 = 1.8406 x 10-5 Pa-s | 请参阅上方图像 | 入口速度 = 18.06 m/s 出口压力 = 0 Pa |
结果 - 等压线
结果比较 - 沿扩散器壁的压力系数
