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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:沈登煌
研究生(外文):Shen, Dend-Huang
論文名稱:三維開放型穴流幾何長寬比對渦旋結構影響分析
論文名稱(外文):Effect of Aspect Ratio on the Vortical Structures in a Three-Dimensional Open Cavity Flow
指導教授:李賢德李賢德引用關係蔡順峯
指導教授(外文):Lee, Hsien-DerTsai, Shun-Feng
口試委員:林瑞國李賢德蔡順峯
口試委員(外文):Lin, Reuy-KuoLee, Hsien-DerTsai, Shun-Feng
口試日期:2016-01-15
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:輪機工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2015
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:53
中文關鍵詞:三維開放型穴渦旋結構幾何長寬比計算流體力學(CFD)
外文關鍵詞:Three-Dimensional Open Cavity FlowVortex StructureAspect ratioComputational Fluid Dynamics
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本論文主要探討流體流經三維開放型穴時內部的渦旋結構變化,並且改變三維開放型穴之外觀幾何長寬比分析對渦旋結構所產生的影響及變化。
本文利用計算流體力學( Computational Fluid Dynamics, CFD ) 軟體OpenFOAM®模擬其渦旋變化,在不同流速下模擬計算三維開放型穴內幾何長寬比的渦旋結構,並比較不同的幾何長寬比的變化與影響,分析其各內部壓力及渦旋變化。
結果可以清楚表示渦旋是隨著開放型穴內由前緣下游移動方向不變;在開放型內底部壓力分布較為均勻,且保持較小值;在立體開放空穴所產生渦旋的剪切層和和下壁流產生的渦旋之間有方向相同的相互作用。
This thesis mainly discusses the changes in the vortex structure of the three-dimensional open cavity flow by changing the aspect ratio of the open cavity which analyze the influence of changes in the structure of the vortex.
Using the CFD (Computational Fluid Dynamics, CFD) open software, OpenFOAM®, to simulate different flow rates with geometric aspect ratio of the open cavity compare the influence and analysis of its pressure and vortex changes.
The results clearly indicate the vortex generating with the open cavity by the constant direction of movement of the front edge of the downstream. In the bottom of open cavity, the inner pressure distribution is more uniform and holding a small value. The three-dimensional vortex generated by the open cavity and the shear layer in the lower wall has the same flow direction the interaction between vortex generated.
目次
致謝. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i
摘要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ii
Abstract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii
目次. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iv
圖目次. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vi
符號表. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii
第一章緒論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 前言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 研究動機與目的. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.3 文獻回顧. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.4 論文架構. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
第二章物理假設和數學模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.1 基本物理假設. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.2 統御方程式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
第三章數值計算方法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.1 有限體積法:(Finite Volume Method, FVM) . . . . . . . . . . . . . . 7
3.2 平行運算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
第四章模擬結果與分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4.1 雷諾數Re 在2300 時,長寬比L/D=1/1 . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4.2 雷諾數Re 在4030 時,長寬比L/D=1/1 . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4.3 雷諾數Re 在5330 時,長寬比L/D=1/1 . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4.4 雷諾數Re 在6663 時,長寬比L/D=1/1 . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4.5 雷諾數Re 在3334 時,長寬比L/D=1/1 . . . . . . . . . . . . . . . . 12
4.6 雷諾數Re 在6663 時,長寬比L/D=4/1 . . . . . . . . . . . . . . . . 12
4.7 雷諾數Re 在166583 時,長寬比L/D=4/1 . . . . . . . . . . . . . . . 12
第五章結章與未來研究之展望. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
5.1 結論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
5.2 未來研究之展望. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
iv
參考文獻. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
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