Все выпуски

[ Switch to English ]

Моделирование LES-подходом в ПК FlowVision турбулентного перемешивания разнотемпературных потоков в T-образном трубопроводе

Аксенов А.А., Александрова Н.А., Будников А.В., Жестков М.Н., Сазонова М.Л., Кочетков М.А.
 pdf (6349K)

В работе представлены результаты численного моделирования в программном комплексе FlowVision турбулентного перемешивания потоков воды разнойтемпер атуры в Т-образной трубе. В статье детально описан экспериментальный стенд, специально спроектированный с целью получения простых для большинства программных комплексов вычислительной гидродинамики граничных условий. По результатам испытаний получены значения осредненных во времени температур и скоростей в контрольных датчиках и плоскостях. В статье представлена используемая при расчете система дифференциальных уравнений в частных производных, описывающая процесс тепломассопереноса в жидкости с использованием модели турбулентности Смагоринского. Указаны граничные условия, посредством которых задаются случайные пульсации скорости на входе в расчетную область. Моделирование выполнено на различных расчетных сетках, для которых оси глобальной системы координат совпадают с направлениями потоков горячей и холодной воды. Для ПК FlowVision показана возможность построения расчетной сетки в процессе моделирования на основании изменения параметров течения. Оценено влияние подобного алгоритма построения расчетной сетки на результаты расчетов. Приведены результаты расчетов на диагональной сетке с использованием скошенной схемы (направление координатных линий не совпадает с направлением осей труб тройника). Показана высокая эффективность скошенной схемы при моделировании потоков, генеральные направления которых не совпадают с гранями расчетных ячеек. Проведено сравнение результатов моделирования на различных расчетных сетках. По результатам численного моделирования в ПК FlowVision получены распределения осредненных по времени скорости и температуры воды в контрольных сечениях и датчиках. Представлено сравнение численных результатов, полученных в ПК FlowVision, с экспериментальными данными и расчетами, выполненными с использованием других вычислительных программ. Результаты моделирования турбулентного перемешивания потока воды разной температуры в ПК FlowVision ближе к экспериментальным данным в сравнении с расчетами в CFX ANSYS. Показано, что применение LES-модели турбулентности на сравнительно небольших расчетных сетках в ПК FlowVision позволяет получать результаты с погрешностью в пределах 5 %.

Ключевые слова: FlowVision, численное моделирование, гидродинамика, турбулентное перемешивание потоков, теплоперенос, Т-образная труба
Цитата: Аксенов А.А., Александрова Н.А., Будников А.В., Жестков М.Н., Сазонова М.Л., Кочетков М.А. Моделирование LES-подходом в ПК FlowVision турбулентного перемешивания разнотемпературных потоков в T-образном трубопроводе // Компьютерные исследования и моделирование, 2023, т. 15, № 4, с. 827-843
Citation in English: Aksenov A.A., Alexandrova N.A., Budnikov A.V., Zhestkov M.N., Sazonova M.L., Kochetkov M.A. Simulation of multi-temperature flows turbulent mixing in a T-junctions by the LES approach in FlowVision software package // Computer Research and Modeling, 2023, vol. 15, no. 4, pp. 827-843
DOI: 10.20537/2076-7633-2023-15-4-827-843
URL: http://crm.ics.org.ru/journal/article/3360/
Creative Commons License Статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Unported License.

Журнал индексируется в Scopus

Полнотекстовая версия журнала доступна также на сайте научной электронной библиотеки eLIBRARY.RU

Журнал входит в систему  Российского индекса научного цитирования.

Журнал включен в базу данных Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science

Международная Междисциплинарная Конференция "Математика. Компьютер. Образование"

Международная Междисциплинарная Конференция МАТЕМАТИКА. КОМПЬЮТЕР. ОБРАЗОВАНИЕ.

Copyright © 2009–2024 Институт компьютерных исследований