2010粘流19要点.ppt

2.4 动力学方程 * 粘性流体力学 Viscous Fluid Dynamics 第19 讲 能源与动力工程学院 Shool of Jet Propulsion 问题（questions） 2.什么是充分发展管流？ 1. 进口管流中心线的流速是增大还是减小的？ 徐辰 吴云柯 任雨舟 洪燕 昌皓 5. 粗糙管是否指管壁粗糙管道？ 4.充分发展管道湍流的速度分布与层流有何区别？ 3.充分发展管流中压力梯度与能量损失有何关系？ 雷诺平均数值模拟 Renolds Averaged Navier-Stokes Simulation (RANS) 直接数值模拟 Direct Numerical Simulation(DNS) 大涡模拟 Large Eddy Simulation(LES) 失速预测 时间：下周一 3，4节 主讲人：李秋实 讲座一 大涡模拟方法简介（LES） 时间：下周三3，4节 主讲人：叶建 讲座二 1.湍流直接数值模拟（DNS） 2.基于输运方程的湍流模型的改进 （RANS） 时间：下下周一3、4节 主讲人：陆利蓬 讲座三 复习 分类 管流 短管 长管 (风洞,…) (供水管,…) 圆管，… 矩形管 二维管 局部管段：非平行流，分离流，二次流，… 沿程管段：平行流（相似流） 前次课要点 实验或数值法解湍流模型 充分发展 复习 管流 基本问题：求单位重流体机械能损失 总能： 断面平均总能： ① ② 充分发展段（相似流） 复习 充分发展段流动 （假定为圆管） 基本方程 流速分布 粘性底层 对数层 摩阻因子 粗糙管 光滑管 第九章 自由湍流 9.1 物理模型 9.2 数学模型 9.3 平面射流分析 自由湍流是不受壁面约束的湍流 本章仅介绍不可压二维尾流、混合层、射流 9.1 物理模型 物理模型 尾流 混合层 射流 平面射流 圆射流 三维射流 喷口截面形状 喷口 9.1 物理模型 尾流 起始段 充分发展段 回流区 该段 u1 有相似解 特征宽度由相似条件确定 9.1 物理模型 湍流混合层 9.1 物理模型 湍流混合层 起始段 充分发展段 特征宽度由相似条件确定 特征速度取 9.1 物理模型 起始段 充分发展段 平面射流 相似原点 势流区 特征宽度由相似条件确定 称卷吸速度 射流宽度不易确定 假定射入静止同种流体 9.1 物理模型 ① 均为边界层型流动 ② 定常，不可压 ③ 零压力梯度 ④ 单层结构湍流（类似于边界层外层） ⑤ 湍流粘性远大于层流粘性 ⑥ 充分发展段速度具有相似性 ⑦ 尾流与射流具有对称性 （圆射流为轴对称） 基本假定 基本问题是求 采用涡粘模型 撇表示求导 9.2 数学模型 数学模型 设 v 小量 混合层 平面射流 尾流 控制方程部分 9.3 平面射流分析 平面射流分析 (充分发展段) 定解条件 对称条件 断面动量 （断面动量为给定值） 设 9.3 平面射流分析 由条块 x 方向的动量定理: 通过控制体表面的动量净通量等于力 上式对x 求导得 常数 已知 由流体力学 9.3 平面射流分析 相似变换 相当于引入流函数 代入边界层动量方程并考虑 有 相似条件为 9.3 平面射流分析 特征宽度和特征速度 令 取原点使 相似方程与解 解为 9.3 平面射流分析 则可得 常数 a 的确定 让函数 通过点 与实测的 并在某一 重合， 使理论曲线与实测值吻合较好 适当调节 (Reichardt) 9.3 平面射流分析 平面射流速度剖面实测 9.3 平面射流分析 平面射流速度剖面拟合 9.3 平面射流分析 求卷吸速度 由条块质量守恒 断面流量 设 思考题 73. 简诉自由湍流的基本特征。 74. 平面射流参数 的变化规律？ Viscous Fluid Dynamics * * Viscous Fluid Dynamics