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期刊信息
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  • 上海市教育委员会
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  • 上海理工大学
  • 主  编:
  • 庄松林
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  • 上海市军工路516号
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王海东,周鹏志,王慧,黄晨.室内热羽流特性小波分析及数值模拟方法比较[J].上海理工大学学报,2023,45(6):620-625,652.
室内热羽流特性小波分析及数值模拟方法比较
Wavelet analysis of indoor thermal plume characteristics and comparison of numerical simulation
投稿时间:2022-05-30  
DOI:10.13255/j.cnki.jusst.20220530001
中文关键词:  热羽流  小波分析  大涡模拟  非稳态数值模拟  CFL条件
英文关键词:thermal plume  wavelet analysis  large eddy simulation  unsteady numerical simulation  CFL condition
基金项目:国家自然科学基金资助项目(51508326)
作者单位
王海东 上海理工大学 环境与建筑学院上海 200093 
周鹏志 上海理工大学 环境与建筑学院上海 200093 
王慧 中国海诚工程科技股份有限公司上海 200031 
黄晨 上海理工大学 环境与建筑学院上海 200093 
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中文摘要:
      通过室内热羽流实验和计算流体力学数值模拟研究,比较了不同热羽流强度下的轴心速度和不同湍流模型对计算结果的影响。实验中高频采样的热羽流速度数据采用小波变换进行处理,处理后体现平均速度变化的低频信息和体现湍流脉动的高频信息直观反映了热羽流流动的特征。实验结果表明,热羽流具有非稳态准周期的波动特性。物体表面温度越高,产生的热羽流平均速度和湍流脉动幅度越大。数值模拟结果表明,非定常雷诺时均法的模拟结果最终趋于稳定而无法反映热羽流的波动特性,大涡模拟方法能够较好地反映热羽流流动的非稳态特征。此外,隐式格式时间步长的选择可以借鉴CFL (Courant-Friedrichs-Lewy)条件进行设置,得到较为准确的模拟结果。
英文摘要:
      The indoor thermal plume experiments and computational fluid dynamics(CFD)numerical simulations were used to analyze the axial velocity at different thermal plume intensities and compare the effects of different turbulence models on the simulation results. High-frequency sampling velocities in experiments were processed by wavelet transform. The characteristics of thermal plume were reflected in the mean velocity variation on low frequency information and turbulent pulsation on high frequency information. The results demonstrated the unsteady quasi-periodic fluctuation characteristics of thermal plume. The higher the surface temperature of the object, the larger the axial average velocity and turbulent pulsation amplitude. The simulation results of the unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes equations method eventually tend to be stable and fail to reflect the fluctuation characteristics of the thermal plume, while the large eddy simulation method can reflect the unsteady characteristics of the thermal plume. In addition, the implicit format time step can be set by the CFL (Courant-Friedrichs-Lewy) condition to obtain accurate simulation results.
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