Дослідження та математичне моделювання турбулентного примежевого шару при додатному градієнті тиску

Vitaliy Mamchuk, Ivan Lastivka, Oleksandr Bezverkhyi

Анотація


Мета: Математичне моделювання складних турбулентних пристінних течій, які виникають при обтіканні аеродинамічних профілів, неможливе без розуміння природи розвитку течії у примежевому шарі. З математичної точки зору розрахунок таких течій складає серйозну проблему і по сьогоднішній день, оскільки в практичних завданнях їх необхідно розглядати як турбулентні, а характеристики турбулентності значною мірою залежать від геометрії профіля поздовжньої складової осередненої швидкості пристінного струменя. Виходячи з цього, метою цієї роботи є дослідження та математичне моделювання турбулентних пристінних течій при взаємодії з реальною обтічною поверхнею, яка має свої певні особливості такі як кривизна, шорсткість тощо, а також вивчення й дослідження впливу градієнта тиску на емпіричні коефіцієнти, параметри течії, профілі швидкості і напруження тертя. Методи: Розрахунки виконано числовим скінченно-різнецевим маршевим методом з використанням алгебраїчної моделі коефіцієнта турбулентної в’язкості. Результати: У цій роботі викладено деякі результати числового дослідження впливу додатного градієнта тиску на емпіричні коефіцієнти перехідної зони і закону стінки пристінної та зовнішньої областей. Обговорення: Порівняння отриманих розрахункових результатів з експериментальними даними показує, що запропоновані підходи дають змогу моделювати течії максимально  наближено їх фізичним властивостям. Запропонована математична модель для розрахунку турбулентних примежевих шарів і пристінних струменів дає можливість розраховувати і такий складний та цінний з практичної точки зору вид течії, як аеродинамічний слід за обтічним тілом, що вселяє надію на поширення даних підходів на більш складні види течій.


Ключові слова


градієнт тиску; примежевий шар; пристінний струмінь; профіль швидкості; турбулентна в’язкість

Посилання


Ahlbery J. H. Theory of Splines and Their Applications / J. H. Ahlbery, E. N. Nilson, J.L. Walsh. – New York, 1967.

Computation of turbulent boundary layers. [Ed. S. J. Kline, E. A. Morcovin, G. Sovran, G.J. Cockrell]. 1968: AFOSRIPF Stanford Conference. – Stanford : University, 1969. Vol. 1, 590 p.

Fedyaevskyy K. K. Calculation of turbulent boundary layer of an incompressible fluid / K. K. Fedyaevskіy, A. S. Hynevskyy, A. V. Koles¬nikov. – St.P. : Sudostroenye, 1973, 256 p. (in Russian).

Kocheryzhnykov G. V. About experience of numerical integration of turbulent boundary layer. G. V. Kocheryzhnykov, S. K. Matveev Hydroaeromechanic and theory of elasticity. 1968, Vol. 13, P. 39–50. (in Russian).

Horstmen. Turbulence model for calculating nonequilibristic streams at positive pressure gradient / Horstmen // Rocket technics and spacecraft. – 1977, Vol. 15, № 2, P. 5–7. (in Russian).

Lapyn U. V. The problem of "merging" in theory nonequilibristic turbulent streams / U. V. Lapyn, A. L. Yarin // Mechanics of fluid and gas. – 1979, № 3, P. 33–41. (in Russian).

Mamchuk V. I. Mathematical modeling of turbulent near wall flaws on the oscillating bodies / V. I. Mamchuk // Bulletin of Lviv. Univ, Sir. glue. Math. and Information. 2002, Vol. 4, P. 131–136. (in Ukrainian).

Mamchuk V. I. Turbulence model and the results of calculations of plane turbulent near–wall steams / V. I. Mamchuk // Bulletin KIUCA. – K. : KIUCA. – 1998, № 1, P. 291–294. (in Ukrainian).

Novozhilov V. V. Theory flat turbulent boundary layer of an incompressible fluid / V. V. Novozhylov. St. P: Sudostroenye, 1977, 164 p. (in Russian).

Pletcher. Calculation of turbulent boundary layer at small Reynolds numbers. Rocket Technics and Space. 1976, Vol. 14, № 5, P. 181–183. (In Russian).

Sebesy. Kinematic turbulent viscosity at small Reynolds numbers. Rocket technics and spacecraft. – 1973, Vol. 11, № 1, P. 121–123. (in Russian).

Tulapurkara G. Interaction boundary layer with trace of bodies of different shapes / G. Tulapurkara, V. Ramzhy, R. Radzhasekar // Aerospace technic. – 1990, № 12, P. 3–10. (in Russian).

Hyntse Y. O. Turbulence. Moscow: Fyzmathyz, 1963, 680 p. (in Russian).

Yoon A. A. Theory and practice of modeling turbulent streams / A. A. Yoon. – Moscow: Book house "Liberkom", 2009, 272 p. (in Russian).

Mellor. Incomeresible turbulent boundary layer at arbitrary pressure gradient with parting transverse flow / Mellor // Rocket technics and spacecraft. – 1977, Vol. 5, № 9, P. 43–54. (in Russian).

Computation of turbulent boundary layers / Ed. P. E. Coles, E. A. Hirst. – 1968: AFOSR– IPF Stanford Conference. – Stanford : University, 1969, Vol. 2, 519 p.

Aerodynamic traces in the gas compressor turbine engines : Monograph / [Y. M. Tereshchenko, M. S. Kulik, I. O. Lastivka and others]; ed. Y. M. Tereshchenko. – K. : NAU-Druk, 2012, 232 p. (in Russian).

Lastivka I. O. The calculation of aerody¬namic trace parameters behind compressor grating blade / I. O. Lastivka // Eastern European Journal of advanced technologies. – Kharkiv: Technological Center, 2011, № 4/7 (52), P. 47–50. (in Ukrainian).


Повний текст: PDF

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


ISSN 2306-1472 (Online), ISSN 1813-1166 (Print)

Передплатний індекс 86179

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported License.

Ulrich's Periodicals DirectoryIndex CopernicusDOAJSSMРИНЦWorldCatCASEBSCOCrossRefBASEDRIVERНаціональна бібліотека ім. ВернадськогоНауково-технічна бібліотека НАУ