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
страница50/50
Дата конвертации21.03.2013
Размер0.65 Mb.
ТипУчебное пособие
1   ...   42   43   44   45   46   47   48   49   50

106
тельности архитекторам и строителям, в число которых вошли почти все выдающие-
ся гидромеханики XX века.
Хотя  модели  турбулентности  пока  еще  далеки  от  совершенства,  современный
индустриальный этап их развития характеризуется резким переходом от фундамен-
тальных разработок к их повсеместному практическому применению.
В задачу данного курса входило не столько составить путеводитель или руково-
дство по моделям турбулентности, сколько показать эволюцию идей, положенных в
их основу.
К сожалению, не все первоначальные замыслы удалось реализовать. Так, не по-
лучили должного освещения вопросы численной реализации моделирования турбу-
лентных  течений,  модели  двухфазных  потоков,  течений  со  свободными  границами,
горение  и  др.  Можно  надеяться,  что  указанные  вопросы  будут  раскрыты  при  даль-
нейшей работе над курсом.
И,  наконец,  следует  подчеркнуть,  что  курс  состоялся  исключительно  благодаря
поддержке  и  пожеланиям  коллег  и  друзей  авторов,  в  частности,  профессоров
Г.Ю.Степанова и  А.С.Гиневского.
Работа выполнена при  поддержке РФФИ по проектам №00-02-81045 и №99-02-
16745, а также в рамках проектов А0102  и  А0135  ФЦП "Интеграция".
СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ
1. Хинце И.О. Турбулентность. Ее механизм и теория. М.: Физматгиз, 1963. 680с.
2. Монин А.С., Яглом А.М. Статистическая гидродинамика. Теория турбулентно-
сти. СПб: Гидрометеоиздат, 1996. Т.2. 742с.
3. Брэдшоу П. Введение в турбулентность и ее измерение. М.: Мир, 1974. 278с.
4. Белов И.А. Модели турбулентности: Учебное пособие. Л.: ЛМИ, 1986. 100с.
5. Wilcox D.C. Turbulence modeling for CFD. 1998. 537p.
6. Методы расчета турбулентных течений /Под ред. В.Колльмана. М.: Мир., 1984.
464с.
7. Гинзбург И.П. Аэрогазодинамика. М.:Высшая школа. 1966.  404с.
8.  Лапин  Ю.В.,  Стрелец  М.Х.  Внутренние  течения  газовых  смесей.  М.:  Наука,
1989. 356с.
9. Гарбарук А.В., Лапин Ю.В., Стрелец М.Х. Простая алгебраическая модель тур-
булентности  для  расчета  турбулентного  пограничного  слоя  с  положительным  пере-
падом давления // ТВТ. 1999. №1. С.82-86.
10. Лабусов А.Н. Алгебраические модели турбулентности для некоторых канони-
ческих пристенных течений: Автореферат… канд.дисс. СПб: СПбГТУ, 1999. 16с.
11.  Гарбарук  А.В.  Современные  полуэмпирические  модели  турбулентности  для
пристенных  течений:  тестирование  и  сравнительный  анализ:  Автореферат…
канд.дисс. СПб: СПбГТУ, 1999. 16с.
12. Белов И.А. Взаимодействие неравномерных потоков с преградами. Л.: Маши-
ностроение, 1983. 144с.
13. Белов И.А., Исаев С.А., Коновалов В.Н., Митин А.Ю. Моделирование крупно-
масштабных  вихревых  структур  при  турбулентном  обтекании  затупленных  тел
сверхзвуковым потоком // Изв.СО АН СССР. Сер.техн.наук. 1987.№15. Вып.4.С.101-
107.
14.  Рейнольдс  А.Дж.  Турбулентные  течения  в  инженерных  приложениях.  М.:
Энергия. 1979. 408с.
15. Kutler P. A perspective of theoretical and applied computational fluid dynamics//
AIAA Paper. 1983. N0037. 14p.
16.  Турбулентные  сдвиговые  течения 2 / Под  ред.  Л.Дж.Брэдшоу,  Ф.Дурста,
.Е.Лаундера и др. М.: Машиностроение, 1983. 422с.

107
17. Lumley J.L., Khajeh-Nouri B. Computational modeling of turbulent transport //
Adv.in Geophys. N.Y.: Pergamon Press, 1974. V.18A. P.169-193.
18. Lumley J.L., Newman G.R. The return to isotropy of homogeneous turbulence//
J.Fluid Mech. 1977. V.82. P.161-178.
19. Hanjalic K., Launder B.E. A Reynolds stress model of turbulence and its applica-
tion to thin shear flows // J.Fluid Mech. 1972. V.52. Pt.4. P.609-638.
20. Bradshaw P., Cebeci T., Whitelaw J.H. Engineering calculation methods for turbu-
lent flow. N.Y.: Academic Press, 1981.-331p.
21.  Белов  И.А.,  Исаев  С.А.,  Коробков  В.А.  Задачи  и  методы  расчета  отрывных
течений несжимаемой жидкости. Л.: Судостроение, 1989. 256с.
22. Numerical methods in heat transfer / Ed.R.W.Lewis, K.Morgan, O.C.Zienkiewicz.
N.Y.:John Wiley and Sons Ltd, 1981. 536p.
23. Launder B.E., Spalding D.B. The numerical computation if turbulent flow // Comp.
Meth. Appl. Mech. Eng. 1974. V.3. N.2. P.269-289.
24. Hanjalic K., Launder B.E. Contribution toward a Reynold-stress closure for low-
Reynolds-number turbulence // J.Fluid Mech. 1976. V.74. Pt.4. P.593-610.
25. Menter F.R. Zonal two equation k-ω turbulence models for aerodynamic flows //
AIAA Paper. 1993. N93-2906. 21p.
26.  Исаев С.А., Гувернюк С.В., Зубин М.А., Пригородов Ю.С. Численное и физи-
ческое  моделирование  низкоскоростного  воздушного  потока  в  канале  с  круговой
вихревой ячейкой // Инженерно-физический журнал. 2000.Т.73. №2. С.346-353.
27. Hanjalic K., Launder B.E. A Reynolds stress model of turbulence and its applica-
tion to thin shear flows // J.Fluid Mech., 1972. Vol.52.Pt.4.P.609-638.
28. Launder B.E., Reece G.J., Rodi W. Progress in the development of a Reynolds
stress turbulence closure // J.Fluid Mech., 1975. Vol.68. P.537-566.
29.  Исаев  С.А.  Тестирование  дифференциальных  моделей  турбулентности  при
расчете  отрывных  течений // Вестник  Академии  наук  БССР.  Серия  физ.-энерг.наук.
1989.№4.С.57-62.
30. Moin P., Mahesh K. Direct numerical simulation. – A tool in turbulence research //
Annual Rev. Fluid Mech., 1998. Vol.30. P.539-578.

108
СОДЕРЖАНИЕ
Введение. Физические аспекты и моделирование турбулентности………………..   3
1.  Вывод уравнений для характеристик турбулентности……………………………   8
1.1. Осредненные по Рейнольдсу уравнения движения для вязкой
несжимаемой жидкости……………………………………………………………….
  8
1.2. Уравнения для рейнольдсовых напряжений…………………………………   9
1.3. Уравнение для кинетической энергии турбулентных пульсаций…………  11
1.4. Уравнение для изотропной диссипации турбулентности………………….
 12
2. Турбулентный теплообмен. Уравнения для температурных характеристик
турбулентности…………………………………………………………………………  13
2.1. Осредненная форма уравнения энергии……………………………………..
 13
2.2. Уравнения для составляющих турбулентного потока тепла………………  13
2.3. Уравнение для интенсивности турбулентных пульсаций температуры…  15
3. Модели градиентного типа……………………………………………………………..  16
4. Алгебраические модели турбулентности……………………………………………
 18
4.1. Модель пути смешения Прандтля…………………………………………….
 18
4.2. Моделирование пограничных слоев………………………………………….
 19
4.3. Популярные алгебраические модели…………………………………………
 22
4.4. Учет влияния кривизны стенки, перехода от ламинарного к
турбулентному режиму течения……………………………………………………..  27
4.5. Тестирование алгебраических моделей. Область применимости……….  29
4.6. Применение алгебраических моделей для расчета обтекания тел с
передней срывной зоной (ПСЗ)……………………………………………………...  35
5. Модели с одним уравнением…………………………………………………………..  40
5.1. Модель Колмогорова - Прандтля………………………………………………  40
5.2. Уравнение для турбулентного трения…………………………………………  42
5.3. Уравнение для турбулентной вязкости………………………………………..  43
6. Модели с двумя дифференциальными уравнениями…………………………..…  45
6.1. Диссипативная двухпараметрическая модель турбулентности………..…  46
6.2. Моделирование членов генерации, диссипации и диффузии в
уравнении  для изотропной диссипации…………………………………………...  47
6.3. Модельная форма записи уравнения для изотропной диссипации.
Постоянные диссипативной модели………………………………………………..  49
6.4. Семейство двухпараметрических диссипативных
k à ε -моделей турбулентности……………………………………………………  51
6.5. Метод пристеночных функций………………………………………………….
 51
6.6. Влияние низкорейнольдсовых эффектов в  k à ε -моделях……………...  54
6.7.  k à ω - модель Саффмена-Вилкокса………………………………………..
 56
6.8. Другие модели с двумя уравнениями…………………………………………
 59
6.9. Двухслойная  k à ω - модель Ментера……………………………………….
 60
6.10. Учет влияния кривизны линий тока на характеристики
турбулентности…………………………………………………………………………  64
6.11. Нелинейная двухпараметрическая диссипативная модель……………..  65
6.12. Двухпараметрическая диссипативная модель, учитывающая влияние
сил плавучести………………………………………………………………………….  66
6.13. Методические численные эксперименты:
А. Выбор граничных условий на стенке……………………………………….
 69
Б. Влияние кривизны линий тока……………………………………………….
 71
В. Влияние численной диффузии………………………………………………  73
Г. Апробация на задачах, имеющих экспериментальные аналоги……….
 74
7. Модели рейнольдсовых напряжений…………………………………………………  83

109
7.1.  Моделирование  членов  диссипации,  диффузии  и  перераспределения
в уравнениях переноса рейнольдсовых напряжений……………………………
 83
7.2. Модельная форма записи уравнений для рейнольдсовых напряжений.
Постоянные многопараметрической модели……………………………………...  87
7.3. Замыкание уравнений для рейнольдсовых напряжений…………………..  88
8. Модели турбулентности с уменьшенным числом уравнений для
рейнольдсовых напряжений………………………………………………………….  90
8.1. Основные способы упрощения моделей турбулентности,
использующих уравнения для рейнольдсовых напряжений……………………  90
8.2. Локальное равновесие рейнольдсовых напряжений……………………….  91
8.3. Пропорциональность переноса составляющих рейнольдсовых
напряжений и энергии турбулентных пульсаций…………………………………  91
9. Новые подходы к моделированию турбулентности………………………………..  94
9.1. Сравнение способов моделирования на базе спектрального анализа …  94
9.2. Прямое численное моделирование……………………………………………  97
9.3. Моделирование крупных вихрей……………………………………………….  99
Заключение………………………………………………………………………………….. 104
Список литературы………………………………….……………………………………... 105
Белов Игорь Александрович,
Исаев Сергей Александрович
Моделирование турбулентных течений
Редактор Г.М.Звягина
Корректор А.А.Баутдинова
Пописана в печать 00.00.2000. Формат 60×84/16.
Бумага документная. Печать трафаретная.
Усл.-печ.л. ( 6 знаков). Уч.-изд.л. (……….). Тираж       экз.
Заказ №
Балтийский государственный технический университет
Типография БГТУ
198005, Санкт-Петербург, 1-я Красноармейская, д.1

1   ...   42   43   44   45   46   47   48   49   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