XVI Международная школа-семинар по численным методам механики вязкой жидкости
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ЗАКРУЧЕННОГО ТУРБУЛЕНТНОГО СЛЕДА
А.Г. Деменков, В.А. Костомаха, Г.Г. Черных
Институт вычислительных технологий СО РАН
Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН
Новосибирск, Россия
Настоящая работа посвящена построению численной модели эволюции свободных турбулентных течений с завихренностью. В качестве конкретного примера выбрана задача численного моделирования развития осесимметричного следа с нулевой величиной суммарного избыточного импульса и обусловленным наличием вращательного движения в следе ненулевым значением момента количества движения. Ранее безымпульсный след за тонким осесимметричным телом с отличной от нуля завихренностью анализировался численно в рамках упрощенной е-модели [1,2]. В [3] с использованием классической е-
модели аналитически и численно получены автомодельные решения для закрученного следа за самодвижущимся телом.Представлена численная модель осесимметричных закрученных турбулентных следов, включающая в себя полуэмпирическую модель турбулентности, основанную на осредненных уравнениях движения, дифференциальных уравнениях переноса нормальных <u
'2>, <v'2>, <w'2> и касательных <v'w'>, <u'w'> рейнольдсовых напряжений и неравновесной алгебраической аппроксимации для касательного напряжения <u'v'>. Проведено сопоставление с данными [4], полученными в ходе экспериментального исследования закрученного турбулентного следа за сферой. Выполнены расчеты характеристик дальнего закрученного турбулентного следа.Построенная численная модель позволяет рассчитывать характеристики закрученных турбулентных следов с варьируемыми значениями импульса и момента количества движения. Подробное изложение результатов расчетов можно найти в [5].
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант 98-01-00736).
Список литературы
[1] Schetz J.A., Favin S. Numerical solution for the near wake of a body with propeller.
J. Hydronautics. 1977. V.11, No. 10. P.136-141.
[2] Schetz J.A., Favin S. Numerical solution of a body-propeller combination including
swirl and comparison with data. J. Hydronautics. 1979. V.13, No.4. P.46-51.
[3] Гумилевский А.Г. Автомодельность и законы вырождения в следах с компенсацией
по импульсу и моменту количества движения. Изв. РАН. Сер. МЖГ, No. 5, 1993,
с. 35-41.
[4] Костомаха В.А., Леснова Н.В. Турбулентный закрученный след за сферой с полной
или частичной компенсацией силы сопротивления. ПМТФ, 36, No.2, 1995, с. 88-98.
[5] Деменков А.Г., Костомаха В.А., Черных Г.Г. О численном моделировании
закрученных безымпульсных турбулентных следов. Вычислительные технологии,
Т. 2, No. 5,1997, с. 26-3
4.