Novosibirsk, Russia, May, 30 – June, 4, 2011

International Conference
"Modern Problems of Applied Mathematics and Mechanics: Theory, Experiment and Applications", devoted to the 90th anniversary of professor Nikolai N. Yanenko

Сковородко П.А.  

Прямое моделирование турбулентных течений несжимаемой жидкости в плоском канале

Прямое моделирование плоских турбулентных течений Пуазейля и Куэтта несжимаемой жидкости проводится в рамках нестационарных уравнений Навье-Стокса с использованием метода искусственной сжимаемости, предложенного Н.Н. Яненко [1]. Конечно-разностные соотношения записываются в консервативной форме на гибридной (другие названия: разнесенная, MAC-сетка) разностной сетке, характеризующейся тем, что давление определяется в центре ячейки, а компоненты скорости – в середине соответствующих граней ячейки [2]. Рассматриваются режимы развитой турбулентности, что позволяет ставить периодические граничные условия на соответствующих границах расчетной области, представляющей собой параллелепипед. Течение моделируется явным методом. Для течения Пуазейля рассмотрен режим с числом Рейнольдса по динамической скорости, полувысоте канала и кинематической вязкости, равным 180, для которого в литературе имеются результаты расчета, полученные спектральным методом [3]. Сопоставление результатов с данными работы [3] выявило их удовлетворительное согласие как для распределений осредненных параметров потока, так и для профилей пульсаций давления и компонент скорости. Течение Куэтта рассмотрено для числа Рейнольдса, близкого к таковому для течения Пуазейля.

1. Н.Н. Яненко. Метод дробных шагов решения многомерных задач математической физики. Новосибирск: Наука, 1967, 196с.
2. F.H. Harlow, J.E. Welch. Numerical calculation of time-dependent viscous incompressible flow of fluid with free surface // Phys. Fluids, 1965, Vol. 8, No. 12, P. 2182-2189.
3. J. Kim, P. Moin, R. D. Moser. Turbulence statistics in fully developed channel flow at low Reynolds number // J. Fluid Mech., 1987, Vol. 177, P. 133-166.

Abstracts file: skovorodko.doc
Full text file: skovorodko_Niknik90.pdf


To reports list
© 1996-2017, Institute of computational technologies of SB RAS, Novosibirsk