Автореферат (1149257), страница 4
Текст из файла (страница 4)
рис. 3).18Рис. 2. Сравнение мгновенных полей модуля завихренности, рассчитанных с использованиемстандартного метода SST DDES и двух рассматриваемых модификаций этого метода.Сверху вниз: обтекание выпуклости на плоскости, течение в канале с внезапнымрасширением, течение в следе за цилиндрическим телом с донным срезом и течение вкаверне, вмонтированной в стенкуЧто касается сравнительной точности двух рассматриваемых модификаций, то,основываясь на результатах расчетов относительно простых тестовых течений, онаоказывается практически одинаковой.
Некоторое исключение в этом смыслесоставляет лишь течение в следе за продольно обтекаемым цилиндром с плоскимдонным срезом (рис. 3c). При его расчете в придонной области следа (x/R < 2)предпочтительной оказывается SST σ-DDES модель, а далее вниз по потоку – SSTDDES в сочетании с линейным подсеточным масштабом ∆SLA, причем в этой областипревосходство последней проявляется весьма существенно.19a)b)c)d)Рис. 3. Осредненные характеристики, рассчитанные с использованием стандартного методаSST DDES и двух рассматриваемых модификаций этого метода: а) распределениекоэффициента трения вдоль поверхности выпуклости на плоскости; b) распределениекоэффициента трения вдоль нижней стенки канала с внезапным расширением;c) распределение продольной скорости вдоль оси симметрии при продольном обтеканиицилиндрического тела с донным срезом; d) уровень пульсаций давления на стенке каверныПри расчете наиболее сложного из рассмотренных тестовых течений (течениев трактемоделисовременногодвухконтурногоавиационногодвигателя)использование обоих методов ускорения RANS-LES перехода обеспечивает болеебыстрое формирование трехмерных структур в следелопаток вентилятора(см.
рис. 4). Это, в свою очередь, приводит к более точному предсказаниюосредненных параметров потока, в частности спектров продольной составляющейскорости, представленных на рисунке 5. При этом, как и при расчете течения в следеза продольно обтекаемым цилиндром при x/R > 2, точность метода SST σ-DDESоказывается заметно ниже, чем точность метода SST DDES в сочетании с линейнымподсеточным масштабом ∆SLA.Рис. 4. Общий вид модельного двухконтурного авиационного двигателя и мгновенные полязавихренности в поперечном сечении (x = 0.1 м), находящемся между ротором и статором,рассчитанные с использованием стандартного SST DDES и его двух модификаций20Рис. 5.
Сравнение с экспериментом спектров продольной скорости в точке x = 0.1 м,y = 0.25 м, z = 0м, полученных с использованием стандартного SST DDES и двухрассматриваемых модификаций данного методаВ Заключении сформулированы основные результаты диссертации, состоящиев следующем.1.Проведен аналитический обзор существующих методов ускорения RANS-LESперехода в оторвавшихся слоях смешения в рамках незонных гибридныхRANS-LES подходов к расчету турбулентных течений. На основе этого обзорадлядальнейшегосистематическогоанализавыбраныдванаиболееперспективных метода. Первый из них базируется на использовании в рамкахмоделиSST-DDESальтернативногоподсеточногомасштаба∆SLA,учитывающего особенности течения на начальном участке слоя смешения,а второй-наиспользованииальтернативнойподсеточноймоделитурбулентности (σ-модель).2.Сформирована «матрица» тестовых течений, расчет которых позволяетпровести всестороннее исследование эффективности выбранных методов,и сформулированаматематическаяпостановкасоответствующихзадачвычислительной гидродинамики.3.Создана и реализована в CFD коде NTS методическая база для объективной(в рамках единой незонной гибридной RANS-LES модели и единого для всехрассматриваемых задач вычислительного алгоритма) оценки эффективностивыбранных методов.
Ее новыми элементами являются модель σ-DDES наоснове базовой RANS модели SST и «гибридная» конечно-объемная схема.4.Получено численное решение сформулированных задач, проведен детальныйанализполученныхрезультатовивыполненоихсравнение21с экспериментальными данными. Установлено, что оба рассмотренных методапозволяют ускорить формирование развитой трехмерной турбулентностив слояхсмешенияисущественноповыситьточностьрасчетакакнестационарных, так и осредненных характеристик всех тестовых течений посравнению со стандартным методом DDES.
При этом показано, что метод,основанный на использовании DDES в сочетании с модифицированнымлинейным подсеточным масштабом ∆SLA, является более эффективным, чемметод, использующий альтернативную подсеточную модель турбулентности σ.Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:1. Е.К. Гусева, А.В. Гарбарук, М.Х. Стрелец. Тестирование метода DDES сподсеточным масштабом, адаптированным к слоям смешения // Тепловые процессы втехнике. 2015.
Т. 7. № 12. С. 552-557 (список ВАК)2. E.K. Guseva, A.V. Garbaruk, M.Kh. Strelets. Application of DDES and IDDESwith shear layer adapted subgrid length-scale to separated flows // Journal of Physics:Conference Series. 2016. Т. 769 С. 1-6 (список ВАК, Scopus)3. E.K. Guseva, A.V. Garbaruk, M.Kh. Strelets.
Assessment of Delayed DES andImproved Delayed DES Combined with a Shear-Layer-Adapted Subgrid Length-Scale inSeparated Flows// Flow Turbulence Combustion. 2017. Т 98 №2. С. 481–502 (списокВАК, Scopus)4. Е.К. Гусева, А.В. Гарбарук, М.Х. Стрелец. Разработка и тестирование σDDES подхода на основе k-ω SST модели // Тепловые процессы в технике. 2017. Т. 9.№ 10. С. 434-440 (список ВАК)5. A. Probst, D. Schwamborn, A.
Garbaruk, E. Guseva, M. Shur, M. Strelets and A.Travin. Evaluation of Grey Area Mitigation Tools within Zonal and Non-Zonal RANS-LESApproaches in Flows with Pressure Induced Separation // International Journal of Heat andFluid Flow. 2017. Т. 68 С. 237-247 (список ВАК, Scopus)6. A. Garbaruk, E. Guseva, M. Shur, M. Strelets and A. Travin. 2D Wall-MountedHump. Глава в Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design.22Go4Hybrid: Grey Area Mitigation for Hybrid RANS-LES Methods. 2017. С.
173-187(список ВАК, Scopus).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
