以室內(nèi)有隔板的低雷諾數(shù)空氣流動(dòng)模型的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù),利用ANSYS Fluent軟件,比較了4種湍流統(tǒng)計(jì)模型（標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型、可實(shí)現(xiàn)k-ε模型、重整化群k-ε模型和SST k-ω模型）及4種壁面函數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)、可伸縮壁面函數(shù)、非平衡壁面函數(shù)和增強(qiáng)型壁面函數(shù)）對(duì)室內(nèi)空氣時(shí)均流場(chǎng)的預(yù)測(cè)能力.結(jié)果表明,重整化群k-ε模型的預(yù)測(cè)效果相對(duì)最佳,但4種湍流模型的預(yù)測(cè)能力差別不顯著,預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)值均吻合較好.對(duì)于中等疏密度網(wǎng)格,標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)對(duì)網(wǎng)格和流動(dòng)的適應(yīng)性最好,預(yù)測(cè)能力最佳,而其他3種壁面函數(shù)的處理能力一般. 

【文章來(lái)源】：上海理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2017年01期 第81-85頁(yè) 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

圖１通風(fēng)房間模型示意圖Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｖｉｅｗｏｆａｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎｒｏｏｍｍｏｄｅｌ

ｕｎｃｔｉｏｎ能太小，否則會(huì)影響數(shù)值解的準(zhǔn)確性．表２是３種模型在３種網(wǎng)格和標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)時(shí)的ｙ＋ｍａｘ（計(jì)算域中固壁面ｙ＋的最大值），因ＳＳＴｋ－ω模型沒(méi)有壁面函數(shù)選用問(wèn)題，因此，表２未給出該模型的ｙ＋．顯然，３種網(wǎng)格不滿(mǎn)足ｙ＋＞１５的要求，但若將壁面處網(wǎng)格繼續(xù)增大，則計(jì)算收斂性變差，且從前文分析可知，３種網(wǎng)格的模擬值與試驗(yàn)值的吻合度均較好，因此，標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)對(duì)中等密度網(wǎng)格的適應(yīng)性良好．圖５是采用重整化群ｋ－ε模型和４種壁面函數(shù)時(shí)的模擬值比較．由圖５可知，標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)、可伸縮壁面函數(shù)、非平衡壁面函數(shù)與增強(qiáng)型壁面函數(shù)的計(jì)算結(jié)果有較明顯的差異．表２壁面第一層網(wǎng)格的無(wú)量綱距離Ｔａｂ．２Ｎｏｎ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｄｉｓｔａｎｃｅｎｅａｒｗａｌｌｆｏｒｔｈｅｆｉｒｓｔｌａｙｅｒｏｆｍｅｓｈ網(wǎng)格標(biāo)準(zhǔn)ｋ－ε模型可實(shí)現(xiàn)ｋ－ε模型重整化群ｋ－ε模型ｍｅｓｈ－１２．５＜１５．０＜９．８＜９．６ｍｅｓｈ－８＜１１．７＜８．１＜７．４ｍｅｓｈ－５＜８．０＜５．４＜５．４圖５重整化群ｋ－ε模型和４種壁面函數(shù)模擬結(jié)果比較Ｆｉｇ．５ＶｅｌｏｃｉｔｙｃｏｍｐａｒｉｓｏｎａｍｏｎｇｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｂｙｔｈｅＲＮＧｋ－εｍｏｄｅｌａｎｄｆｏｕｒｗａｌｌｆｕｎｃｔｉｏｎｓ文獻(xiàn)［１２］建議在ｙ＋＜１１時(shí)采用可伸縮壁面函數(shù)，以避免標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)的模擬值因網(wǎng)格過(guò)密而可能偏離實(shí)際值．從表２可知，ｍｅｓｈ－５網(wǎng)格的ｙ＋滿(mǎn)足可伸縮壁面函數(shù)的適用條件，該壁面函數(shù)對(duì)流動(dòng)的

低速送風(fēng)時(shí)，近壁面區(qū)的低雷諾數(shù)效應(yīng)明顯．因此，文獻(xiàn)認(rèn)為對(duì)近壁面區(qū)流動(dòng)應(yīng)直接計(jì)算，湍流模型也應(yīng)采用ＬＥＳ（大渦模擬）法［２］，但該方法的計(jì)算成本相對(duì)較高．為明確各湍流模型的預(yù)測(cè)效果、壁面附近流動(dòng)的處理以及網(wǎng)格要求，本文以機(jī)械通風(fēng)模型的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)［３］，采用ＡＮＳＹＳＦｌｕｅｎｔ軟件，對(duì)幾種常用的湍流統(tǒng)計(jì)模型和壁面函數(shù)的預(yù)測(cè)能力進(jìn)行比較，為建筑通風(fēng)問(wèn)題的數(shù)值預(yù)測(cè)提供參考．１計(jì)算方法建筑通風(fēng)模型取自試驗(yàn)研究［３］，如圖１所示，房間模型內(nèi)的隔板位于模型中間且高度為房間高度Ｈ的一半，氣流由進(jìn)口流入，出口流出，進(jìn)、出口面的尺寸相同且位置關(guān)于隔板對(duì)稱(chēng)．模擬流動(dòng)時(shí)，建筑內(nèi)外無(wú)溫差，控制方程為連續(xù)性方程、Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程和湍流模型方程，方程具體形式可參見(jiàn)文獻(xiàn)［１１］．坐標(biāo)原點(diǎn)Ｏ位于房間左側(cè)墻與地面交線(xiàn)的中點(diǎn)，沿房間長(zhǎng)、寬和高的方向依次為ｘ，ｙ和ｚ軸．試驗(yàn)［３］給出了圖１中Ｌ１（位于進(jìn)口面中心且垂直該面的線(xiàn)段）和Ｌ２（位于房間對(duì)稱(chēng)面上且ｚ＝Ｈ／４的線(xiàn)段）處的ｚ向速度ｕｚ．為方便討論，以隔板為界，將流域分為進(jìn)口區(qū)域和出口區(qū)域，并將Ｌ２上靠近隔板右側(cè)壁面附近區(qū)域定義為Ａ域，Ｌ２與Ｌ１的交點(diǎn)附近區(qū)域定義為Ｂ域，Ｌ２與模型右側(cè)墻面相交的附近區(qū)域定義為Ｃ域．命名ｙ＝０的面為ｓｙｍ面，由于整個(gè)流動(dòng)關(guān)于ｓｙｍ面對(duì)稱(chēng)，因此，計(jì)算域沿ｓｙｍ面取為模型的一半．進(jìn)口處氣流速度按試驗(yàn)取為０．２３５ｍ／ｓ［３］，

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
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