赵 通，杨亚平，刘俊龙

（东南大学 能源与环境学院，南京210096）

旋风分离器是工业中广泛应用的一种除尘设备，具有造价低、结构简单以及分离效率高等优点.目前，针对旋风分离器气相流场的研究方法有试验和数值模拟两种.鉴于旋风分离器内部流场的复杂性和试验方法的局限性，试验得出的结论只适用于对应的试验范围，并且试验研究需要大量的时间和高昂的成本.近年来，随着计算流体力学（CFD）技术的发展，采用数值模拟方法来模拟旋风分离器内部流场和计算分离效率成为可能.湍流模型包括标准k-e模型［1］、RNGk-ε模型［2-3］、代数应力方程模型（ASM）［4］、雷诺应力方程模型（RSM）［5-7］、大涡模拟方法（LES）［8-9］以及雷诺平均数值模拟（RANS）方法［10］.根据以往学者的研究结果可以得出［11-14］：由于雷诺应力方程模型考虑了湍流的各向异性，可以很好地预测旋风分离器内部的强制涡和外部的准自由涡，因此模拟结果与试验值也最吻合.对于压力梯度项离散，采用Presto格式进行插补，压力-速度耦合采用Simplec算法是最优化的选择［15-17］；对于动量方程、湍动能和耗散率项的离散，以往主要通过控制差分格式的精度进行研究，但是得到的研究结果并不一致，而且目前只能确定一阶迎风格式（FOU），由于其精度较低，因此该方法不适合用于旋风分离器内部的强旋流［13，18］.大多数学者的研究表明：具有高精度的Quick差分格式最适合用于旋风分离器内部的强旋流［18-20］.Quick格式具有2 阶以上精度的截差，但其极难收敛，且对网格……