方腔顶盖驱动流数值模拟.docx

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1、方腔顶盖驱动流数值模拟王向伟（西安交通高校 化学工程与工艺系710049）摘 要：在计算流体力学的讨论中，通常要计算方腔驱动流问题来检脸各种N-S数值方法的有效性。要用Fluent软件对标准计算流体力学测试算例方腔驱动流问题进行了模拟分析，其计算结果与文献中的标准解符合的比较好。关键字：N-S方程 方腔驱动流Fluent数值求解流体流淌的数值模拟广泛应用于气象、航天、机械、采矿等自然讨论和工程计算的各个领域。近年来，随着高性能计算与通信的快速进展，针对流体流淌的数值模拟以及求解相应Navi or Stokes方程（简称NS方程）的高级算法讨论现已成为目前国内外备受关注的热点和前沿课题。Flue

2、nt软件是用于模拟具有简单形状的流体流淌以及热传导的计算机程序，可以有效地模拟方腔驱动流问题，为计算流体力学的算法理论讨论供应仿真参考。1、N-S方程纳维司托克斯方程是描述粘性不行压缩流体动量守恒的运动方程。简称N-S方程。在直角坐标系中，可表达为如下所示：du dpP&=-菽+px + Audv dpp而=-药+py +心d dpPH =-盗 + pz + dt dz后人在此基础上又导出适用于可压缩流体的N-S方程。N-S方程反映了粘性流体流淌的基本力学规律，在流体力学中有特别重要的意义。它是一个非线性偏微分方程，求解特别困难和简单，目前只有在某些特别简洁的流淌问题上能求得精确解；但在有些状

3、况下，可以简化方程而得到近似解。2、数值计算2.1、物理模型在一个正方形的二维空腔中布满等密度的空气，方腔每边长为0 1m,其顶板以0. ls的速度向右移动，同时带动方腔内流体的流淌，流场内的流体为层流。计算区域示意图如图1所示。在fluent软件中建立方腔流淌问题的模型0.1 HVS在gambit软件中建立模型划分网络2.2 fluent软件求解计算迭代过程中的残差图如图3所示:图3迭代过程中的残差图流函数等值线图如图4所示:速度矢量图如图5所示:图4流函数等值线图图5速度矢量图3、结论Fluent软件可以有效地模拟方腔驱动流问题，娴熟的把握了该款软件和该模拟方法。参考文献：1杨晶.基于Si

4、mple算法的方腔驱动流问题数值模拟.电力学报，2022,012 E. Ertuk, T. C. Corke and C. Gokcol. Xumerical Solutions of 2-D Steady Incompressible DrivenCavity Flow at High Reynolds Numbers, Int J Numer. Meth. Fluids, 2005, vol. 48, pp. 747-7743 Ronald J. Adrian. Particle-imaging techniques for experiments fluid mechanics J. nnu. Rev.Fluid Meeh., 23:261-304, 1991