Новосибирск, Россия, 30 мая – 4 июня 2011 г.

Международная конференция
«Современные проблемы прикладной математики и механики: теория, эксперимент и практика», посвященная 90-летию со дня рождения академика Н.Н. Яненко
№ гос. регистрации 0321101160, ISBN 978-5-905569-01-2

Маслов Е.А.   Жарова И.К.   Кузнецов Г.В.   Терехов В.И.  

Исследование взаимодействия импактной струи с поверхностью преграды сложной формы

Докладчик: Маслов Е.А.

     Представлены результаты экспериментально-теоретического исследования процесса взаимодействия импактной струи с криволинейной и плоской поверхностью преграды. Приведены результаты сравнительного анализа расчетных и экспериментальных данных для рассмотренных конфигураций поверхности преграды при различных значениях режимных параметров. Экспериментально показано подобие распределения коэффициента давления на поверхности преграды различной формы при изменении геометрических характеристик (диаметр профилированного сопла, расстояние от среза сопла до преграды) и режимных параметров. Расчетные данные по коэффициенту давления качественно и количественно согласуются с результатами экспериментов. Комплексный подход к изучению структуры позволяет производить выбор наиболее оптимальных расчетных методик и моделей турбулентности.
      Для описания газодинамики и тепломассопереноса в газовой фазе использован эйлеров подход – система уравнений Навье - Стокса для сжимаемого вязкого газа. Численное решение системы уравнений Навье - Стокса реализовано методом контрольных объемов [1, 2]. Дифференциальные уравнения аппроксимировались неявной пятиточечной схемой. Для анализа сеточных параметров, методов и алгоритмов численного решения использовалась различная аппроксимация конвективных членов, а также различные методы корректировки поля скорости и давления при решении уравнения Пуассона. При аппроксимации конвективных членов использовалась противопоточная схема [1, 2], линейный профиль – процедура SOU [2], квадратичный профиль – процедура QUICK [2]. Для расчета поля течения использовались процедуры SIMPLE, SIMPLER, PISO [2]. Диффузионные члены аппроксимировались центральной схемой второго порядка. Система линейных алгебраических уравнений решалась методом пятиточечной прогонки.
      По результатам численных экспериментов получены рекомендации по количеству сеточных узлов и параметров сгущения сетки в зависимости от выбора процедур аппроксимации конвективных членов и метода решения уравнения Пуассона. Критерием оптимального выбора сеточных параметров в комплексе с используемыми наборами процедур различной аппроксимации конвективных членов и процедурами решения уравнения Пуассона являлось совпадение экспериментальных результатов [3, 4] с результатами численного решения задачи взаимодействия импактной холодной струи с криволинейной и плоской поверхностью.

1. Патанкар С., Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости, М.: Энергоатомиздат, 1984, 152 с.
2. Versteeg H.K., Malalasekera W.An introduction to computational fluid dynamics The finite volume method. – Longman Scientific&Technical, 1995. P. 258.
3. Терехов В.И., Барсанов В.Л., Калинина С.В., Мшвидобадзе Ю.М. Экспериментальной исследование структуры течения и теплоотдачи при струйном обтекании преграды в форме сферической каверны // ИФЖ. 2006. Т. 49. № 6. С. 29 – 37.
4. Terekhov V.I., Pakhomov M.A., Sharov K.A., Shishkin N.E. The thermal efficiency of near-wall gas-droplets screens. II. Experimental study and comparison with numerical results, Int. J. Heat Mass Transfer, 2005. Vol. 48. Р. 1760 – 1771.

Файл тезисов: MaslovEA.doc
Файл с полным текстом: MaslovEA_.doc


К списку докладов
© 1996-2017, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск