Статья
| Наименование | Расчётный подход к моделированию турбулентного течения в кольцевой области между вращающимися цилиндрами | ||||
| Авторы |
|
||||
| Раздел | Материалы конференции | ||||
| Год | 2014 | Выпуск | 43 | Страницы | 122 - 127 |
| УДК | 536.252:532.527.2 | EDN | SXKZKX | ||
| Аннотация | Рассмотрены основные подходы к численному моделированию турбулентных течений в кольцевой области между вращающимися цилиндрами (течения Куэтта-Тейлора). Получены расчётные результаты, коррелирующие с известными экспериментальными результатами. На основе сравнительного анализа предложена наиболее подходящая дифференциальная модель турбулентности для расчёта сопряженных задач гидродинамики и теплообмена в потоке Куэтта-Тейлора. | ||||
| Реферат | Цель. Сравнительное тестирование наиболее перспективных для исследования потока снаружи вращающегося проницаемого цилиндра дифференциальных моделей турбулентности и сопоставление результатов расчета с известными экспериментальными данными.
Методика. Численное моделирование неизотермического течение Куэтта-Тейлора между непроницаемыми цилиндрами в осесимметричной формулировке. Сопоставлены результаты расчёта с применением двух моделей турбулентности (SST модель Ментера и модель переноса напряжений Рейнольдса (RSM)) с известными экспериментальными данными. Результаты. Обоснован выбор модели турбулентности для численного анализа течения Куэтта-Тейлора. Показано приемущество RSM модели при расчете профилей скорости вблизи стенки вращающегося цилиндра, профилей температуры по всему сечению кольцевой области и интегрального коэффициента теплоотдачи. Научная новизна. Научная новизна заключается в верификации расчетного подхода к численному моделирования турбулентных течений в зазоре между вращающимися цилиндрами (течения Куэтта-Тейлора). Практическая значимость. Полученный результат обеспечивает адекватный расчет гидродинамических и тепловых процессов во вращающихся системах, которые широко распространены в технике. |
||||
| Ключевые слова | численное моделирование, модели турбулентности, течение Куэтта-Тейлора. | ||||
| Финансирование | |||||
| Благодарности | |||||
| Список источников |
1. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа / Л. Г. Лойцянский. — М.: Наука, 1987. — 840 с.
2. Белов И. А. Моделирование турбулентных течений: учебн. пособ. / И. А. Белов, С. А. Исаев. — СПб.: Балт. гос. тех. университет, 2001. — 108 с.
3. Мочалин Е. В. Теплообмен и гидродинамика в полях центробежных массовых сил / Е. В. Мочалин, А. А. Халатов. — Киев: Ин-т техн. теплофизики НАН Украины. — Т. 8: Гидродинамика закрученного потока в ротационных фильтрах. — 2010. — 428 с.
4. Koschmieder E. L. Turbulent Taylor vortex flow / E. L. Koschmieder // J. Fluid Mech. — 1979. — Vol. 93. — P. 515–527.
5. Smith J. P. Turbulent Couette flow between concentric cylinders at large Taylor numbers / J. P. Smith, A. A. Townsend // J. Fluid Mech. — 1982. — Vol. 123. — P. 187–217.
6. Becker K. M. Measurement of diabatic flow in an annulus with inner rotating cylinder / K. M. Becker, J. Kaye // Trans. of the ASME, Journ. of Heat Transfer. — 1962. — Vol. 84. — P. 97– 105.
7. Bjorclund I. S. Heat transfer between concentric rotating cylinders / I. S. Bjorclund, W. M. Kays // Trans. of the ASME, Journ. of Heat Transfer. — 1959. — Vol. 81. — P. 175–186.
8. Wilcox D. C. Turbulence modeling for CFD / D. C. Wilcox. — La Canada, California: DCW In-dustries, Inc., 1998. — 537 p.
9. Ferziger J. H. Computational methods for fluid dynamics / J. H. Ferziger, M. Peric. — Berlin, Heidelberg, 1999. — 389 p.
10. Численное моделирование вихревой интенсификации теплообмена в пакетах труб / Ю. А. Быстров, С. А. Исаев, Н. А. Кудрявцев, А. И. Леонтьев. — СПб.: Судостроение, 2005. — 392 с.
11. Van Doormaal J. R. Enhancement of the SIMPLE method for predicting incompressible fluid flow / J. R. Van Doormaal, G. D. Raithby // Numer. Heat Transfer. — 1984. — V.7, No. 2. — P. 147– 163.
12. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости / С. Патанкар. — М.: Энергоатомиздат, 1984. — 152 с.
13. Рхи С. М. Численный расчет турбулентного обтекания профиля с отрывом у задней кромки / С. М. Рхи, У. Л. Чоу // Аэрокосмическая техника. — 1984. — Т.2, №7. — С. 33−43.
14. Устименко Б. П. Процессы турбулентного переноса во вращающихся течениях / Б. П. Устименко. — Алма-Ата: Наука, 1977. — 228 с.
|
||||
| Полный текст |
|
||||