環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)室中利用阻尼網(wǎng)形成大氣近地面層的研究.pdf

1、本文以某環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)室為研究對(duì)象,采用數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，研究利用阻尼網(wǎng)在實(shí)驗(yàn)室模型實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)形成中性大氣近地面層的可行性。
　　 數(shù)值模擬使用商用CFD軟件進(jìn)行計(jì)算，采用k-ε雙方程湍流模型對(duì)所研究的問(wèn)題進(jìn)行求解。為解決由于阻尼網(wǎng)較薄和風(fēng)機(jī)與實(shí)驗(yàn)室耦合計(jì)算而導(dǎo)致的網(wǎng)格單元總數(shù)龐大的問(wèn)題．一方面根據(jù)Forchheimer方程，將阻尼網(wǎng)作為多孔介質(zhì)進(jìn)行處理；另一方面對(duì)風(fēng)機(jī)模型與實(shí)驗(yàn)室模型分別進(jìn)行數(shù)值求解，風(fēng)機(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)室流場(chǎng)

2、的影響通過(guò)速度Profile來(lái)實(shí)現(xiàn)。在強(qiáng)烈影響流動(dòng)的多孔介質(zhì)區(qū)域和模型實(shí)驗(yàn)區(qū)域進(jìn)行了阿格加密處理,總阿格數(shù)為1924180。此外，在確定定孔隙率阻尼網(wǎng)的布置方案時(shí)，采用變孔隙率阻尼網(wǎng)作為指導(dǎo)，孔隙率的變化方式由UDF控制。同時(shí)，在模型實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)部，選取特征截面進(jìn)行布點(diǎn)測(cè)量，并將實(shí)測(cè)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了比較分析。
　　 數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果表明，在CFD軟件中，阻尼網(wǎng)可以采用多孔介質(zhì)模型進(jìn)行研究；可以利用定孔隙率阻尼網(wǎng)在短實(shí)

3、驗(yàn)段內(nèi)實(shí)現(xiàn)風(fēng)速廓線；在保證進(jìn)口流量相等的情況下，不同流動(dòng)特性的來(lái)流在通過(guò)阻尼網(wǎng)后，在阻尼阿下游幾乎可以得到相同流動(dòng)特征的流場(chǎng)，即可以忽略來(lái)流特性對(duì)下游流場(chǎng)造成的影響。一般而言，阻尼網(wǎng)阻力越太，來(lái)流特性對(duì)下游流場(chǎng)的影響越小，但這樣也會(huì)大大削弱氣流的能量。另外，由于定孔隙率阻尼網(wǎng)的組合會(huì)造成阻尼阿截面高度方向上阻力的不均勻性，在阻力突變的位置，阻尼阿下游會(huì)出現(xiàn)湍流強(qiáng)度突然變大的峰值現(xiàn)象，但由于湍流的耗散作用，隨著下游距離的增大，峰值會(huì)逐漸消