房间内强自然对流的两方程模型模拟研究

Two equation Model based Simulation of Flow Characteristics in a Fire Room

摘要:

强自然对流是火灾时的主要流态之一，利用标准火灾房间内的基准实验数据，比较了工程上常用的3种两方程kε模型在预测大功率热源引起的强自然对流时的效果，即Standard(标准)kε模型，RNG（重整化）kε模型和Realizable（可实现） kε模型.研究发现火灾房间内存在垂直方向的下低上高的温度分层，且加热量越大，垂直温度分层的梯度也越大.Standard kε模型计算得到的热源附件的湍流动能最大，湍流黏性也最大.总体而言，Realizable kε模型的模拟效果稍好于Standard kε和RNG kε模型.3种kε模型预测的温度场准确度比自然对流速度场要高.在房间的中央位置，水平方向的室外流入气流与浮升力气流相互作用导致流态复杂，两方程模型在模拟这一现象时效果不佳.

Abstract:

强自然对流是火灾时的主要流态之一，利用标准火灾房间内的基准实验数据，比较了工程上常用的3种两方程kε模型在预测大功率热源引起的强自然对流时的效果，即Standard(标准)kε模型，RNG（重整化）kε模型和Realizable（可实现） kε模型.研究发现火灾房间内存在垂直方向的下低上高的温度分层，且加热量越大，垂直温度分层的梯度也越大.Standard kε模型计算得到的热源附件的湍流动能最大，湍流黏性也最大.总体而言，Realizable kε模型的模拟效果稍好于Standard kε和RNG kε模型.3种kε模型预测的温度场准确度比自然对流速度场要高.在房间的中央位置，水平方向的室外流入气流与浮升力气流相互作用导致流态复杂，两方程模型在模拟这一现象时效果不佳.