ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАТОПЛЕННОЙ СТРУИ ПЕРЕМЕННОЙ ПЛОТНОСТИ
https://doi.org/10.25205/2541-9447-2018-13-1-45-53
Аннотация
Исследуются струйные течения переменной плотности методом численного моделирования. Для высокой точности пространственной дискретизации уравнений Навье - Стокса был выбран метод спектральных элементов. Методом моделирования крупных вихрей (LES) была проведена валидация алгоритма решения на примере турбулентного течения в периодической трубе при числе Рейнольдса Re = 5 300, построенного по среднерасходной скорости и диаметру трубы. Сравнение статистических характеристик показало хорошее согласие с литературными данными. Дальнейшее исследование было сконцентрировано на круглой турбулентной струе воздуха, вытекающей в пространство, заполненное воздухом, гелием или углекислым газом. Для пары «воздух - воздух» продемонстрировано хорошее совпадение полученных результатов с литературными данными и другим LES расчетом. В ходе анализа пар «гелий - воздух» и «углекислый газ - воздух» были выявлены их основные сходства и различия как между собой, так и с парой «воздух - воздух», выдвинуто предположение о преобладании эффектов, связанных с переменной плотностью, в процессах перемешивания смеси двух нереагирующих газов.
Об авторах
В. А. Иващенко
Новосибирский государственный университет; Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН
Россия
Россия
Р. И. Мулляджанов
Новосибирский государственный университет; Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН
Россия
Россия
Список литературы
1. Ahmed S. A., So R. M. C., Mongia H. C. Density effects on jet characteristics in confined swirling flow // Experiments in fluids. 1985. Vol. 3 (4). P. 231-238.
2. Sreenivasan K. R., Raghu S., Kyle D. Absolute instability in variable density round jets // Experiments in Fluids. 1989. Vol. 7 (5). P. 309-317.
3. Monkewitz P. A., Lehmann B., Barsikow B., Bechert D. W. The spreading of self-excited hot jets by side jets // Physics of Fluids A: Fluid Dynamics. 1989. Vol. 1 (3). P. 446-448.
4. Monkewitz P. A., Pfizenmaier E. Mixing by side jets'' in strongly forced and self-excited round jets // Physics of Fluids A: Fluid Dynamics. 1991. Vol. 3 (5). P. 1356-1361.
5. Panchapakesan N. R., Lumley J. L. Turbulence measurements in axisymmetric jets of air and helium. Part 2. Helium jet // Journal of Fluid Mechanics. 1993. Vol. 246. P. 225-247.
6. Djeridane T., Amielh M., Anselmet F., Fulachier L. Velocity turbulence properties in the near-field region of axisymmetric variable density jets // Physics of Fluids. 1996. Vol. 8 (6). P. 1614-1630.
7. Wang P., Fröhlich J., Michelassi V., Rodi W. Large-eddy simulation of variable density turbulent axisymmetric jets // International Journal of Heat and Fluid Flow. 2008. Vol. 29 (3). P. 654-664.
8. Jester-Zurker R., Jakirlic S., Tropea C. Computational modelling of turbulent mixing in confined swirling environment under constant and variable density conditions // Flow, turbulence and combustion. 2005. Vol. 75 (14). P. 217-244.
9. Tyliszczak A., Boguslawski A. LES of the jet in low Mach variable density conditions // Direct and Large-Eddy Simulation VI. Springer, 2006. P. 575-582.
10. Gordon S., McBride B. J. Computer program for calculation of complex chemical equilibrium compositions and applications. 1994. Part 1: Analysis.
11. Marin O., Vinuesa R., Obabko A. V., Schlatter P. Characterization of the secondary flow in hexagonal ducts // Physisc of Fluids. 2016. Vol. 28. P. 1-26.
12. Wu X., Moin P. A direct numerical simulation study on the mean velocity characteristics in turbulent pipe flow // Journal of Fluid Mechanics. 2008. Vol. 608. P. 81-112.
13. Mullyadzhanov R., Abdurakipov S., Hanjalic K. Helical structures in the near field of a turbulent pipe jet // Flow, Turbulence and Combustion. 2017. Vol. 98. No. 2. P. 367-388.
14. Ghasemi A., Pereira A., Li X. Large eddy simulation of compressible subsonic turbulent jet starting from a smooth contraction nozzle // Flow, Turbulence and Combustion. 2017. Vol. 98 (1). P. 83-108.
Рецензия
Для цитирования:
Иващенко В.А., Мулляджанов Р.И. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАТОПЛЕННОЙ СТРУИ ПЕРЕМЕННОЙ ПЛОТНОСТИ. Сибирский физический журнал. 2018;13(1):45-53. https://doi.org/10.25205/2541-9447-2018-13-1-45-53
For citation:
Ivashchenko V.A., Mullyadzhanov R.I. NUMERICAL SIMULATION OF STRATIFIED SUBMERGED JET. SIBERIAN JOURNAL OF PHYSICS. 2018;13(1):45-53. (In Russ.) https://doi.org/10.25205/2541-9447-2018-13-1-45-53
Просмотров:
175
Послать статью по эл. почте 