直接空冷系统流动特性的多尺度模拟研究

摘要

为分析大型火电机组直接空冷系统的复杂流动特性，提出了一种多尺度同步模拟方法：针对小尺度空冷凝汽器单元区域，采用正交分解方法（POD）建立关于空气速度场、湍动能和湍流耗散率的低维模型并进行求解；在空冷单元与空冷岛的跨尺度界面上，将低维POD解保留的小尺度传输信息作为边界条件，实现对大尺度区域流动和传输特性的数值模拟．以二维空冷凝汽器单元与空冷岛组成的多尺度物理模型为例，对该方法进行了验证．结果表明：所提出的多尺度同步模拟方法能够实现空冷系统空气流动特性的跨尺度关联，揭示出不同尺度湍流涡的相互作用机制；与传统数值模拟技术相比，显著节省了计算时间和计算资源，且所得模拟结果精度较高．