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京网文[0号 京ICP证100780号Free Open Source CFD
Documentation
OpenFOAM&#174
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OpenFOAM&#174  Documentation
User Guide
The documentation consists firstly of a User Guide that contains information
about the general running of OpenFOAM, I/O data structures, compilation,
applications, libraries, mesh generation, post-processing and more.
The User Guide is currently maintained by
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OpenFOAM Foundation. CFD Direct maintain an HTML version of the
OpenFOAM User Guide that is mobile friendly (see below).
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computational
OpenFOAM is open source. The source code of OpenFOAM is a vital source
of documentation in itself. As well as the actual code itself, most applications, for
example, contain descriptions of what they do, there are descriptions of various
models with supporting references, etc..
The use of most applications can be learnt by looking at the corresponding
example case in the $FOAM_TUTORIALS directory in the OpenFOAM release.
The Allrun scripts show how many applications are executed.基于OpenFOAM对两相流动的数值研究--《上海交通大学》2011年硕士论文
基于OpenFOAM对两相流动的数值研究
【摘要】：两相流动作为核电领域中普遍存在的问题关系到反应堆组件内部的流型以及传热方式,是决定反应堆热工水力性能和安全裕量的一个重要因素。基于两流体模型国际上使用数值模拟的方法(CFD)对两相流动开展了大量的研究工作,提出了多种描述气泡和液体间动量交换的模型,但是这些模型多是基于单一工况,而并没有提出通用的描述模型。
针对两相流动的研发现状,本文通过以下几个步骤开展对两相流动的数值研究:搭建并验证了开源的CFD平台OpenFOAM;基于新的CFD平台开发两相流动的计算程序;开发新的两相阻力模型并通过实验结果评估新模型;评估现有的浮升力模型。
论文的主要工作包括:
1. CFD平台的搭建以及验证:(1)搭建了开源CFD平台;(2)完成了ADS(accelerator driven system)无窗靶件内部自由界面形态的实验研究,通过实验数据和数值模拟结果的对比验证了新的CFD平台在两相自由界面追踪上的能力;(3)基于紧密栅元中子通道内部流动的实验数据,使用大涡模拟的方法,验证了新的CFD平台在计算单相流动问题上的能力。
2.两流体模型求解器的开发:基于半守恒格式的两流体模型,使用新的CFD平台,根据网格表面相关变量的守恒性,开发针对两相流动问题的计算程序。
3.两相阻力模型的研究:(1)基于气泡的尾流效应,开发了新的相间阻力模型并通过实验数据评估了新模型的有效性;(2)将新模型添加入新开发的计算程序,通过数值方法研究了垂直上升管道内部的泡状流问题,同时证明了新的阻力模型能够改进相间阻力系数和相对速度的计算结果;(3)阐述了针对两相流动的湍流模型对两相速度分布模拟有着重要的作用。
4.两相浮升力模型的研究:对两相浮升力模型进行数值计算,发现现有的浮升力模型和壁面力模型不能对空泡份额的近壁面处的峰值做出正确的预测;同时,由于两相湍流模型对近壁面处对速度分布预测存在缺陷,对近壁面空泡份额的计算结果造成了一定的影响。
本文旨在通过搭建新的开源CFD平台,并将这一平台应用到两相流动的数值模拟中去,其研究成果为新的自主CFD程序的开发有一定的实用意义。
【关键词】：
【学位授予单位】：上海交通大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2011【分类号】：O359【目录】：
摘要5-7ABSTRACT7-11第一章 绪论11-25 1.1 研究背景11-13 1.2 数值模拟研究现状13-24
1.2.1 CFD 的研究现状14-17
1.2.2 水堆两相流的研究现状17-18
1.2.3 阻力和浮升力的研究现状18-24 1.3 本文的研究内容24-25第二章 OpenFOAM 平台搭建及验证25-49 2.1 OpenFOAM 介绍25-30
2.1.1 张量场的实现26-28
2.1.2 非线性项的离散28-29
2.1.3 总结29-30 2.2 平台验证例1：无窗靶件中自由界面形态的计算30-39
2.2.1 结构与几何尺寸31
2.2.2 数值计算方法31-33
2.2.3 计算结果与分析33-38
2.2.4 结论38-39 2.3 平台验证例2：紧密栅元子通道内部流动的模拟39-48
2.3.1 结构与几何尺寸39-40
2.3.2 数值计算方法40-42
2.3.3 网格的敏感性分析42-44
2.3.4 实验数据与计算结果的比较44-47
2.3.5 结论47-48 2.4 本章小结48-49第三章 两流体模型数值求解算法49-58 3.1 控制方程49-51 3.2 求解算法51-57
3.2.1 动量方程的半守恒格式51-52
3.2.2 压力和速度的耦合52-55
3.2.3 求解步骤55-57 3.3 本章小结57-58第四章 阻力模型的分析58-70 4.1 阻力模型的选择58-63
4.1.1 新阻力模型的推导58-60
4.1.2 新阻力模型的验证60-63 4.2 模型的计算63-69
4.2.1 网格的敏感性分析63-65
4.2.2 模拟结果与实验数据的比较和分析65-69 4.3 本章小结69-70第五章 浮升力模型的分析70-87 5.1 计算模型70-72
5.1.1 浮升力模型70-71
5.1.2 壁面力模型71-72 5.2 模型计算结果与分析72-85
5.2.1 网格的敏感性分析72-74
5.2.2 模拟结果与实验数据的比较和分析74-85 5.3 本章小结85-87第六章 全文总结87-90 6.1 主要工作内容87-89 6.2 论文创新点89 6.3 研究展望89-90参考文献90-93致谢93-94攻读硕士学位期间已发表或录用的论文94
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