ОГОЛОШЕНО КОНКУРС
Інформація про конкурси на заміщення посад в Інституті
КОМП'ЮТЕРНА ГІДРОМЕХАНІКА - 2024 (програма, тези)
IX міжнародна науково-практична конференція «Комп’ютерна гідромеханіка»
ГІДРОДИНАМІКА І АКУСТИКА
2021 ◊ Том 2 (92) ◊ Номер 2 ◊ с. 149-175
В. Г. Кузьменко *
* Інститут гідромеханіки НАН України, Київ, Україна
Чисельне моделювання відривної турбулентної течії. Еволюція енергії когерентних структур та їхніх розмірів
Gidrodin. akust. 2021, 2(2):149-175
МОВА ТЕКСТУ: Російська
АНОТАЦІЯ
З використанням гібридного LES/URANS підходу чисельно досліджено нестаціонарний тривимірний турбулентний потік стисливої рідини над двовимірною прямокутною перешкодою в примежовому шарі. Для пристінних моделей застосовано скінченно-різницевий метод з другим порядком точності апроксимації. Відношення висоти перешкоди до довжини становило 4, число Рейнольдса для перешкоди Re=10500, а число Рейнольдса для турбулентного примежового шару на «вході» - Reδ=10500. Кількість використаних сіткових вузлів склала 1601 x 101 x 141 = 22799841. Когерентні структури ідентифікувалися за допомогою Q-критерію з відстеженням порогових величин {Qsi} для всієї області розрахунку. Чисельне моделювання виконано для дослідження Q-ізоповерхні, інтегральних характеристик енергії та площі поперечних перерізів організованих вихрових утворень. У великій обчислювальній зоні з поздовжнім розміром близько 80 висот перешкоди виявлено когерентні структури різних масштабів та конфігурацій. Найбільші значення турбулентної енергії когерентних структур виявлено в зоні приєднання відривної течії та її відновлення. На великій відстані за перешкодою спостерігаються значні величини турбулентної енергії, а її максимуми близькі до локального максимуму енергії над перешкодою. Розроблено нову методику обробки чисельних даних для еволюції випадкових та когерентних утворень різних масштабів, яка дозволяє визначити граничні значення інтегральних характеристик турбулентної енергії при розмежуванні різних типів вихорів на великому проміжку часу. Встановлено складний нелінійний зв'язок між параметром когерентності Q, турбулентною енергією, розмірами вихорів та їхніми інтегральними характеристиками на різних ділянках уздовж течії, які відповідають турбулентному примежовому шару, відриву, рециркуляційній зоні, приєднанню, відновленню.
КЛЮЧОВІ СЛОВА
турбулентний примежовий шар, перешкода, чисельний метод, когерентні структури, критерій ідентифікації, еволюція