CIESC Journal

• TRANSPORT PHENOMENA & FLUID MECHANICS • 上一篇    下一篇

用大涡模拟结合改进的内外迭代法数值模拟搅拌槽中的液相流动

张艳红; 杨超; 毛在砂   

  1. Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080, China
  • 收稿日期:1900-01-01 修回日期:1900-01-01 出版日期:2006-06-28 发布日期:2006-06-28
  • 通讯作者: 张艳红

Large Eddy Simulation of Liquid Flow in a Stirred Tank with Im-proved Inner-Outer Iterative Algorithm

ZHANGYanhong; YANGChao; MAOZaisha   

  1. Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080, China
  • Received:1900-01-01 Revised:1900-01-01 Online:2006-06-28 Published:2006-06-28
  • Contact: ZHANG Yanhong

摘要: In this study, the large eddy simulation technique was applied on the flow in a baffled stirred tank driven by a Rushton turbine at Re=29000. The interaction between the rotating impeller and the static baffles was accounted for by means of the improved inner-outer iterative algorithm. The sub-grid scale model was a conventional Smagorinsky model. The numerical solution of the governing equations was conducted in a cylindrical staggered grid. The momentum and the continuity equations were discretized using the finite difference method, with a third-order QUICK scheme used for convective terms. The phase-resolved predictions were compared with the ex-perimental data of Wu and Patterson and good agreement was observed for both the mean and the turbulence quan-tities. They were much better than the Reynolds-averaged Navier-Stokes model including the Reynolds Stress Model for simulating the turbulence. The study also suggests the feasibility of LES in combination with the im-proved inner-outer iterative algorithm for the simulation of turbulent flow in stirred tanks. 

关键词: large eddy simulation;stirred tank;computational fluid dynamics (CFD);turbulence

Abstract: In this study, the large eddy simulation technique was applied on the flow in a baffled stirred tank driven by a Rushton turbine at Re=29000. The interaction between the rotating impeller and the static baffles was accounted for by means of the improved inner-outer iterative algorithm. The sub-grid scale model was a conventional Smagorinsky model. The numerical solution of the governing equations was conducted in a cylindrical staggered grid. The momentum and the continuity equations were discretized using the finite difference method, with a third-order QUICK scheme used for convective terms. The phase-resolved predictions were compared with the ex-perimental data of Wu and Patterson and good agreement was observed for both the mean and the turbulence quan-tities. They were much better than the Reynolds-averaged Navier-Stokes model including the Reynolds Stress Model for simulating the turbulence. The study also suggests the feasibility of LES in combination with the im-proved inner-outer iterative algorithm for the simulation of turbulent flow in stirred tanks. 

Key words: large eddy simulation, stirred tank, computational fluid dynamics (CFD), turbulence