Учебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А




PDF просмотр
НазваниеУчебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А
страница17/50
Дата конвертации21.03.2013
Размер0.65 Mb.
ТипУчебное пособие
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   ...   50

37
Рис.13
В качестве примера реализации такой концепции представляется решение зада-
чи о сверхзвуковом осесимметричном турбулентном обтекании продольно располо-
женного  цилиндра  диаметром  D   с  установленным  перед  ним  на  расстоянии  l  от
переднего торца тонким (толщиной  î) диском диаметром  d  на игле диаметром  do
(размеры относятся к диаметру  D ). На рис.13 показана конфигурация тела с выде-
ленной областью турбулентного сдвигового слоя.
В ряде работ по обтеканию такого типа тел с передней срывной зоной в условиях
фиксированного  (на  диске)  положения  точки  отрыва  потока  использован  упрощен-
ный подход к численному моделированию,  основанный  на  идеализации течения  во
всей расчетной области, включая как ударный слой, так и циркуляционную зону. Ме-
ханизм  турбулентного  переноса,  реально  существующий  в  сдвиговом  слое,  разви-
вающемся вдоль поверхности раздела течения в ударном слое и в циркуляционной
зоне,  в  этом  случае  предположительно  воспроизводится  с  помощью  вводимой  при
разностной  аппроксимации  исходной  системы  уравнений  Эйлера  схемной  (аппрок-
симационной) вязкости. Примененный в ряде работ (см., например, [12]), такой под-
ход  для  разностных  схем  первого  порядка  аппроксимации  и  прямоугольных,  согла-
сованных с контуром тела, расчетных сеток позволил правильно передать основные
элементы рассматриваемого течения и с достаточной для инженерной практики точ-
ностью  рассчитать  интегральную  силовую  нагрузку  на  тело  (его  коэффициент  вол-
нового  сопротивления  Cb )  в  широком  диапазоне  изменения  основных  геометриче-
x
ских  и  режимных  параметров(d, l, M∞)при  высоких  числах  Рейнольдса  набегаю-
щего потока  Re∞ . Вместе с тем установлено, что для тел со сравнительно малыми
(порядка 0.2) диаметрами  диска,  сопротивление  которых  близко  по  величине  к  ми-
нимальному  для  данного  класса  тел,  имеет  место  большая  (порядка 20-30%) по-
грешность в определении  Cbx ( в сравнении с экспериментальными данными).
На  рис.14  показаны  зависимости  коэффициента  волнового  сопротивления  ком-
поновки с геометрическими размерами  d = 0.23, î = 0.07, do = 0.1 от высту-

38
пания  диска  l (а)  и  профили  статического  давления  на  торце  цилиндра  для
l = 1.45  (б) при числе Маха  M∞ = 4.15.Цифрами  1,2 отмечены результаты рас-
четов  на  прямоугольной  и  на  косоугольной  сетках, 3 – экспериментальные  данные
трубных испытаний, 4 – результаты расчета с наложенным сдвиговым слоем.
Рис.14
Рис.15
На рис. 15 продемонстрированы профили схемной вязкости  ÷f  (а) и осевой со-
ставляющей скорости  u  (б) в срединном сечении передней срывной зоны рассмот-
ренной компоновки. Цифрами  1,2 отмечены результаты расчетов на прямоугольной
и на косоугольной сетках, 3  – результаты расчета с наложенным сдвиговым слоем.
Причина такого значительного рассогласования расчетных и экспериментальных
результатов,  а  также  существенного  влияния  типа  расчетной  сетки  на  решение  за-
дачи  заключается  (рис.15)  в  чрезмерном  утолщении  сдвигового  слоя,  что  вызвано
неадекватностью в общем случае действий турбулентной и схемной вязкости. Про-
веденные методические исследования показали, что схемная вязкость  ÷f , величина
которой при использовании схем первого порядка аппроксимации пропорциональна
местной скорости потока, шагу сетки  h (см. рис.13) и синусу удвоенного угла скоса
потока относительно граней ячейки, наиболее сильное влияние оказывает в облас-
тях больших градиентов, определяющих течение параметров и, в частности, в сдви-
говом слое на границе циркуляционной зоны.
Уменьшить  влияние  схемной  вязкости  на  решение  задачи  можно  за  счет  повы-
шения порядка аппроксимации используемой разностной схемы, либо за счет изме-
нения структуры разностной сетки при ориентации расчетных  ячеек,  попадающих  в
область сдвигового слоя вдоль по потоку. В обоих случаях для описания турбулент-
ного  переноса  в  течениях  с  циркуляционными  зонами  требуется  привлечение  тех
или иных моделей турбулентности полуэмпирического типа. Наиболее простой спо-
соб решения заключается в использовании классической конвективной (второй) мо-
дели  Прандтля  в  априорно  заданном  сдвиговом  слое  на  границе  циркуляционной
зоны в сочетании с алгоритмом, основанном на концепции идеальной жидкости для
других участков расчетной области. Именно такой способ реализован в [13].
Течение газа вне сдвигового слоя считается невязким. В соответствии с конвек-
тивной моделью Прандтля коэффициент турбулентной вязкости определяется как
÷t = ct(umax à umin)∆,
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   ...   50

Похожие:

Учебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А iconУчебное пособие Санкт Петербург 2002 удк 629. 76
Керножицкий В. А., Бызов Л. Н. Надежность. Лабораторный практикум: Учебное пособие. Балт гос тех ун-т, спб., 2002. – с

Учебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А iconУчебное пособие Житомир 2001 удк 33: 007. Основы экономической кибернетики. Учебное пособие. Житомир: ипст. 1998г. (В электронном виде)
Учебное пособие «Основы экономической кибернетики» составлено по материалам книги: Экономическая кибернетика: Учебное пособие; Донецкий...

Учебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А iconУчебное пособие Санкт-Петербург 2012 удк 316. 722 (075. 8) Кутыкова И. В. Культура и цивилизация в контексте истории [Текст] : учебное пособие / И. В. Кутыкова спб спбгти (ТУ), 2012. 56 с. Учебное пособие знакомит с содержанием понятий «культура»
Учебное пособие предназначено для студентов второго курса всех специальностей и первого курса экономического факультета дневной,...

Учебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А iconУчебное пособие Санкт-Петербург
Учебное пособие предназначено для студентов II курса химических специальностей

Учебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А iconНовые поступления в библиотеку балтийского русского института
Федералогия: учебное пособие / Р. Г. Абдулатипов. Санкт-Петербург: Питер, 2004. 320 с.: ил. (Учебное пособие)

Учебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А iconУчебное пособие Санкт-Петербург
Башмаков, В. И. Химия элементов. Часть I. S-элементы [Текст]: учебное пособие / С. А. Симанова, Т. Б. Пахомова, Е. А. Александрова....

Учебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А iconФилософия учебное пособие Москва • «Логос» • 2001 удк 1(091)
К19 Философия: Учебное пособие для студентов высших и средних специальных учебных заведений.— М.: Логос, 2001.— 272 с.: ил. Isbn...

Учебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А iconУчебное пособие санкт-петербург
Вязкость жидких сред: Учебное пособие / И. В. Степанова, А. В. Тарасов. – Спб.: Петербургский государственный университет путей сообщения,...

Учебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А iconФилософия учебное пособие Москва • «Логос» • 2001 удк 1(091)
К19 Философия: Учебное пособие для студентов выс­ших и средних специальных учебных заведений.— М.: Логос, 2001.— 272 с.: ил. Isbn...

Учебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А iconУчебное пособие Издательство спбгпу санкт-Петербург
Учебное пособие соответствует дисциплинам опд ф10 «Сети ЭВМ и телекоммуникации» государственного общеобразовательного стандарта направления...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница