Диссертация (1149258)
Текст из файла
Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет ПетраВеликогоНа правах рукописиГусева Екатерина КонстантиновнаАНАЛИЗ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТОДОВ,ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ УСКОРЕНИЕ ПЕРЕХОДА К ЧИСЛЕННОРАЗРЕШАЕМОЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИНЕЗОННЫХ ГИБРИДНЫХ ПОДХОДОВ К РАСЧЕТУТУРБУЛЕНТНЫХ ТЕЧЕНИЙ01.02.05 – Механика жидкости, газа и плазмыДиссертацияна соискание ученой степеникандидата физико-математических наукНаучный руководитель:к. ф.-м. н.Гарбарук Андрей ВикторовичСанкт-Петербург – 20172ОглавлениеСписок сокращений.................................................................................................................
5Введение ..................................................................................................................................... 6Глава 1. Существующие методы ускорения перехода от моделируемой к численноразрешаемой турбулентности в оторвавшихся слоях смешения .................................
141.1. Краткий обзор незонных гибридных подходов к расчету отрывных течений ........... 141.2. Проблема задержки формирования трехмерных структур в оторвавшихся слояхсмешения................................................................................................................................... 181.3. Методы ускорения перехода к численно разрешаемой турбулентности в слояхсмешения...................................................................................................................................
211.3.1. Инициация неустойчивых мод в слое смешения ................................................... 211.3.2. Фильтрация масштабов, соответствующих высоким частотам ............................ 241.3.3. Учет перехода энергии от моделируемых вихрей к разрешаемым ...................... 271.3.4. Использование альтернативных дифференциальных операторов в подсеточныхмоделях ................................................................................................................................. 281.3.5.
Модификация подсеточного масштаба турбулентности ....................................... 31Глава 2. Математическая формулировка и свойства выбранных подходов ............ 382.1. Уравнения движения ........................................................................................................
382.2. DDES подход на основе базовой модели турбулентности k-ω SST ............................ 402.2.1. Базовая модель турбулентности k-ω SST ................................................................ 402.2.2. Формулировка DDES подхода на основе модели k-ω SST ................................... 422.2.3. Свойства подсеточной модели SST DDES подхода в условиях локальногоравновесия ............................................................................................................................ 432.3.
σ-DDES подход на основе базовой модели турбулентности k-ω SST ......................... 452.3.1. Формулировка σ-DDES подхода на основе модели k-ω SST ................................ 452.3.2. Свойства подсеточной модели SST σ-DDES подхода в условиях локальногоравновесия ............................................................................................................................ 472.3.3. Калибровка константы модели SST σ-DDES.......................................................... 4832.3.4. Свойства SST σ-DDES подхода при расчете стационарного пограничного слоя...............................................................................................................................................
492.4. DDES подход на основе базовой модели турбулентности k-ω SST в сочетании сподсеточным масштабом, адаптированным к слоям смешения ......................................... 512.4.1. Формулировка SST DDES подхода в сочетании с подсеточным масштабом,адаптированным к слоям смешения .................................................................................. 512.4.2. Свойства SST DDES подхода в сочетании с подсеточным масштабом,адаптированным к слоям смешения, при расчете стационарного пограничного слоя 53Глава 3.
Матрица тестовых течений для оценки методов, обеспечивающихускорение формирования численно разрешаемых турбулентных структур ............ 553.1. Обтекание крылового профиля NACA0021 под углом атаки 60 градусов .................
573.2. Обтекание двумерной выпуклости на плоской поверхности ....................................... 593.3. Течение в канале за обратным уступом.......................................................................... 623.4. Сверхзвуковое продольное обтекание цилиндра с донным срезом ............................
643.5. Трансзвуковое обтекание прямоугольной каверны на плоской стенке ...................... 673.6. Течение в проточной части модельного двухконтурного авиационного двигателя.. 69Глава 4. Методы решения .................................................................................................... 744.1. Формулировка новой гибридной численной схемы для глобальных гибридныхподходов ................................................................................................................................... 764.2. Результаты тестирования новой гибридной схемы .......................................................
804.2.1. Обтекание крылового профиля NACA0021 под углом атаки 60 градусов .......... 804.2.2. Сверхзвуковое продольное обтекание цилиндрического тела ............................. 824.2.3. Пограничный слой на плоской пластине ................................................................ 84Глава 5. Результаты расчетов и их анализ ....................................................................... 875.1. Обтекание крылового профиля NACA0021 под углом атаки 60 градусов .................
875.2. Обтекание двумерной выпуклости на плоской поверхности ....................................... 925.2.1. Влияние шага сетки в поперечном направлении ................................................... 995.3. Течение в канале за обратным уступом........................................................................ 1035.4. Сверхзвуковое продольное обтекание цилиндра с донным срезом ..........................
10745.5. Трансзвуковое обтекание прямоугольной каверны на плоской стенке .................... 1135.6. Течение в проточной части модельного двухконтурного авиационного двигателя 116Заключение ........................................................................................................................... 123Литература ............................................................................................................................ 125Работы автора по теме диссертации ................................................................................
1345Список сокращенийBCD – Bounded Central Differencing, ограниченные центральные разности;CD – Central Differencing, центральные разности;DDES – Delayed Detached Eddy Simulation, «задержанный» метод моделированияотсоединенных вихрей;DES – Detached Eddy Simulation, метод моделирования отсоединенных вихрей;DNS – Direct Numerical Simulation, метод прямого численного моделирования;DX-LES – Delayed Extra-Large Eddy Simulation, «задержанный» расширенный методмоделирования крупных вихрей;HPF – High-Pass Filtering, фильтрация масштабов, соответствующих высоким частотам;IDDES – Improved DDES, DDES с усовершенствованным пристенным моделированием;ILES – Implicit Large Eddy Simulation, неявный метод моделирования крупных вихрей;LES – Large Eddy Simulation, метод моделирования крупных вихрей;RANS – Reynolds Averaged Navier-Stokes, методы, основанные на решении осредненныхпо Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса;SA – Spalart-Allmaras, модель Спаларта-Алмарaса;SLA – Shear Layer Adapted, адаптированный для расчета слоев смешения;SST – Shear Stress Transport, перенос касательных напряжений;VTM – Vortex Tilting Measure, мера переориентации вихрей;WALE – Wall-Adapting Local Eddy Viscosity, модель вихревой вязкости, адаптированнойдля расчета пристеночных течений;X-LES – Extra-LES, расширенный метод моделирования крупных вихрей;ZDES – Zonal DES, зонный метод моделирования отсоединенных вихрей.6ВведениеРасчеттурбулентныхтеченийявляетсяоднойизважнейшихзадачвычислительной гидродинамики, поскольку именно турбулентная форма движениягазов и жидкостей чаще всего реализуется в природе и в различных техническихустройствах.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
