90°弯管流场模拟：大涡模拟与湍流模型对比

"不同湍流模型在90°弯管数值模拟中的应用 (2012年)" 这篇论文探讨了在90°弯管内部流动模拟中不同湍流模型的效果。研究基于90°弯管的粒子成像测速仪(PIV)试验数据，通过对比分析，对六种不同的湍流模型进行了评估。这些模型包括大涡模拟(LES)、RNG k-ε湍流模型等。研究的主要目标是识别哪种模型能更准确地捕捉到弯管内的流动特性，尤其是在流体进入弯曲段后的表现。 作者们发现，LES模型在整个流体运动过程中表现出与实验数据最佳的吻合性。在模拟弯管的直线段时，大部分湍流模型的计算误差较小，但在流体进入弯曲段后，计算结果与实验测量值出现显著差异。这表明，对于复杂流动情况，如弯管的二次流动，更精细的湍流模型如LES可能更优越。 RNG k-ε模型虽然在某些方面也能提供有用的预测，但在模拟半径r=164 mm的速度分布和弯管各截面内的流动时，其精度不及LES模型。LES模型不仅在速度分布上与实验数据更为接近，而且能够更好地重现弯管各断面上的二次流动现象，这是弯管内部流动中的关键特征之一，通常与流动分离、涡旋生成和能量损失密切相关。 论文强调了在进行流体动力学仿真时选择合适湍流模型的重要性。对于类似90°弯管这样具有挑战性的流动问题，精确的模型选择可以显著提高模拟的准确性，从而有助于理解和优化工程设计。此外，这项工作也为未来在其他复杂几何结构的流动模拟中选择合适的湍流模型提供了参考依据。 关键词：流场分析、湍流模型、90°弯管、粒子图像测试、大涡模拟 中图分类号：TH311 文献标志码：A 文章编号：1671-4512(2012)12-0018-05