離心泵的湍流模型
湍流是一種在自然界和工程應(yīng)用中普遍存在的流體運動狀態(tài),不管是江河海洋以及大氣的流動,還是管渠或者邊界層內(nèi)的流動絕大部分都屬于湍流流動,離心泵內(nèi)部流體運動絕大部分處于充分發(fā)展的湍流狀態(tài)。湍流是一種高度非線性的復(fù)雜流動,其主要特征是運動極不規(guī)則、極不穩(wěn)定、空間任一點的速度大小方向都隨意變化,這樣人們通過現(xiàn)有的理論計算、實驗研究或者計算機數(shù)值模擬來想徹底認(rèn)識湍流都顯得非常困難。運用數(shù)學(xué)語言可以對其進行描述,但是目前為止連續(xù)方程和運 動方程也只能求其近似解,而解析目前尚無精確計算。
離心泵內(nèi)的流體流動復(fù)雜,使用數(shù)值模擬需要加載對應(yīng)的湍流模型。對于湍流的數(shù)值模擬,現(xiàn)階段有三種方法:直接數(shù)值模擬、大渦模擬和Reynolds平均法,其中使用最廣泛的是Reynolds平均法,對于大部分研究離心泵內(nèi)部流場的文章均是采用這種方法。由于對雷諾應(yīng)力的處理方式不同,Reynolds平均法的湍流模型又可分為渦粘模型和Reynolds應(yīng)力模型。每個模型都有各自不同的特點來處理相應(yīng)的問題,沒有哪個單獨的模型可以處理任何流動問題,根據(jù)流動過程中所包含的物理特征、特定問題下對計算精度的要求和可行性以及對計算資源和計算時間的把握,作出對計算湍流模型的合理選擇。
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