Численное моделирование турбулентных потоков на основе двухжидкостной модели турбулентности | Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2023. № 82. DOI: 10.17223/19988621/82/10

Численное моделирование турбулентных потоков на основе двухжидкостной модели турбулентности

Обсуждаются возможности двухжидкостной модели турбулентности для решения сложных физических задач: отрывного обтекания квадратного цилиндра, ламинарно-турбулентного течения во внезапно расширяющемся канале. Для численной реализации систем гидродинамических уравнений использована конечно-разностная схема, где вязкостные члены аппроксимировались центральной разностью неявным образом, а для конвективных членов использована явная схема против потока. На каждом временном шаге коррекция для скоростей проводилась через давление по процедуре SIMPLE. Для оценки адекватности полученные численные результаты сопоставлены с известными экспериментальными данными. Сравнения численных результатов показали, что двухжидкостная модель проста в реализации, требует меньше вычислительных ресурсов и способна с большой точностью предсказывать ламинарные и турбулентные течения.

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 8

Ключевые слова

уравнения Навье-Стокса, отрывное течение, двухжидкостная модель, метод контрольного объема

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Мадалиев Муродил Эркинжон угли	Институт механики и сейсмостойкости сооружений им. М.Т. Уразбаева Академии наук Республики Узбекистан; Ферганский политехнический институт	PhD, старший научный сотрудник; старший преподаватель	Madaliev.ME2019@mail.ru / m.e.madaliyev@ferpi.uz

Всего: 1

Ссылки

Турубаев Р.Р., Шваб А.В. Численное исследование аэродинамики закрученного потока в вихревой камере комбинированного пневматического аппарата // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2017. № 47. С. 87-98.

Lund T., Wu X., Squires, K. Generation of turbulent inflow data for spatially-developing boundary layer simulations. Journal of Computational Physics. 1998. V. 140 (2). P. 233-258.

Cristopher R. Turbulence modeling Resource // NASA Langley Research Center. URL: http://turbmodels.larc.nasa.gov. (04.04.2019).

Маликов З.М., Мадалиев М.Э. Численное моделирование течения в плоском внезапно расширяющемся канале на основе новой двужидкостной модели турбулентности // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2021. № 4 (97). С. 24-39.

Armaly B.F., Durst F., Pereira J.C.F., Schonung В. Experimental and theoretical investigation of backward-facing step flow //j. Fluid Mech. 1983. V. 127. P. 473-496.

Blasius Н. Laminare Stromung in Kanalen Wecselnder Briete // Zeitschrift filer Mathematik und Physik. 1910. V. 10. P. 225-223.

Kopera M.A. Direct Numerical Simulation of Turbulent Flow over a Backward-Facing Step: Thesis Submitted to the University of Warwick for the degree of Doctor of Philosophy School of Engineering March 2011.

Madaliev M.E. Numerical Calculation of an Air Centrifugal Separator Based on the SARC Turbulence Model //j. Appl.Comput. Mech. 2020. V. 6 (SI). P. 1133-1140.

Patankar S.V. Numerical Heat Transfer and Fluid Flow. Washington-New York-London: Hemisphere Publishing Corporation, 1980.

Lyn D.A., Einav S., Rodi W., Park J.H. A laser-Doppler velocimetry study of ensemble-averaged characteristics of the turbulent near wake of a square cylinder // Journal of Fluid Mechanics. 1995. V. 304. P. 285-319.

Bosch G., Rodi W. Simulation of vortex a shedding past a square cylinder with different turbulence models // International Journal for Numerical Methods in Fluids. 1998. V. 28. P. 601-616.

Rodi W. On the simulation of turbulent flow past bluff bodies // Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. 1993. V. 46-47. P. 3-19.

Younis B.A., Przulj V.P.Computation of turbulent vortex shedding // Comput Mech. 2006. V. 37. P. 408-425.

Rodi W.Comparison of LES and RANS calculations of the flow around bluff bodies // Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. 1997. V. 69-71. P. 55-75.

Malikov Z.M. Mathematical model of turbulent heat transfer based on the dynamics of two fluids // Applied Mathematic Modeling. 2021. V. 91. P. 186-213.

Malikov Z.M., Madaliev M.E. Numerical simulation of flow in a two-dimensional flat diffuser based on two fluid turbulence models // Computer Research and Modeling. 2021. V. 13 (6). P. 1115-1126.

Malikov Z.M., Madaliev M.E. Numerical Simulation of Two-Phase Flow in a Centrifugal Separator // Fluid Dynamics. 2020. V. 55 (8). P. 1012-1028.

Spalding D.B. A turbulence model for buoyant and combusting flows // 4th Int. Conf. on Numerical methods in Thermal Problems, Swansea, 15-18 July 1984.

Malikov Z. Mathematical Model of Turbulence Based on the Dynamics of Two Fluids // Applied Mathematic Modeling. 2020. V. 82. P. 409-436.

Spalding D.B. Chemical reaction in turbulent fluids //j. Physico-chemical Hydrodyn. 1983. V. 4. P. 323-336.

Маликов З.М., Мадалиев М.Э. Численное исследование закрученного турбулентного течения в канале с внезапным расширением // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2021. № 72. С. 93-101.

Турубаев Р.Р., Шваб А.В. Численное исследование аэродинамики закрученного турбу лентного течения и процесса классификации частиц в вихревой камере центробежного аппарата // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2020. № 65. - С. 137-147.

Биматов В.И., Савкина Н.В., Фарапонов В.В. Сверхзвуковое обтекание и аэродинамиче ские характеристики острого конуса для различных моделей турбулентной вязкости // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2016. № 5 (43). С. 35-42.

Глазунов А.А., Еремин И.В., Жильцов К.Н., Костюшин К.В., Тырышкин И.М., Шувариков В.А. Численное исследование определения величин пульсаций давления и собственных акустических частот в камерах сгорания с наполнителем сложной формы // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2018. № 53. С. 59-72.

Кагенов А.М., Костюшин К.В., Алигасанова К.Л., Котоногов В.А. Математическое мо делирование взаимодействия составной сверхзвуковой струи с преградой // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2020. № 68. С. 7279.

Cao Y., Tamura T. Large-eddy simulations of flow past a square cylinder using structured and unstructured grids // Computers & Fluids. 2016. V. 137. P. 36-54.

Trias F.X., Gorobets A., Oliva A. Turbulent flow around a square cylinder at Reynolds number 22,000: A DNS study // Computers & Fluids. 2015. V. 123. P. 87-98.

Bouris D., Bergeles G. 2D LES of vortex shedding from a square cylinder // Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. 1999. V. 80. P. 31-46.