不同湍流模型对环形射流泵流场模拟的影响

摘要

为准确反映环形射流泵吸入室内流体剧烈的动量交换对流场的影响，将RNG k-ε(RNG)、Realizable k-ε(RKE)、RSM、Standard k-ω(SKW)、SST k-ω(SST)这5种湍流模型和3种壁面处理方法进行组合对比计算，并开展水力实验进行验证。结果表明：不同壁面函数对环形射流泵性能和壁面压力系数的计算影响很小；相较于RNG、SKW、SST,RKE模型或RSM模型结合可扩展壁面函数(ScWF)的计算结果与实测更吻合。对比模拟流场发现：低流量比工况下不同湍流模型性能预测结果与模拟的回流区分布范围相关，模拟出来的回流区范围越大，预测的环形射流泵性能越低。基于熵产理论分析认为，环形射流泵的能量损失主要源于分布在壁面和混合剪切层的湍动熵产，高流量比工况下RSM模型计算得到的湍动熵产率偏高，是其预测性能低于RKE模型的主要原因。

关键词

环形射流泵 / 湍流模型 / 性能 / 回流区 / 熵产理论