流动与传热数值计算通用控制方程的研究
2021-01-12李敬法石国赟陈宇杰
北京石油化工学院学报 2020年4期
关键词:影响
李敬法,石国赟,陈宇杰,宇 波
(1.北京石油化工学院机械工程学院,深水油气管线关键技术与装备北京市重点实验室,北京 102617;2.中国石油大学(北京)机械工程学院,北京 102249;3.西安交通大学能源与动力工程学院,陕西 西安 710049)
随着计算机技术的进步和数值计算方法的发展,流动与传热数值模拟在工程领域和科学研究中得到越来越广泛的应用。为进行模块化编程和方便结果分析,通常将不同物理问题的控制方程写成由非稳态项、对流项、扩散项和广义源项组成的通用控制方程形式[1-2]。通用控制方程简化了原方程的复杂形式,使不同类型的控制方程具有相似的表达形式,大大提高了相似程序模块的通用性和整体编程效率,有利于探索不同问题的共同特征,深化理论研究。因此,通用控制方程深受流动与传热数值计算研究者的青睐[3-5]。
为了得到真实的数值模拟结果,首先需要保证物理问题控制方程的准确性。但目前通用控制方程多用于常物性参数并忽略摩擦效应的场合,针对变物性参数和考虑摩擦效应情形下的通用控制方程研究较少。在多数情况下,为了进一步简化计算、降低编程实施的复杂度,研究者们通常忽略物性变化和摩擦效应对计算结果的影响。对于绝大多数常物性、黏度较小、流场变化不是很剧烈的物理问题,这种处理对最终计算结果的影响甚微。但对某些黏度变化大、流场变化剧烈、物性参数在空间存在突变或剧烈变化的物理问题,这种处理会对计算结果产生一定影响,严重时甚至会导致计算结果失真。……
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