Структура течения в трехмерной пристенной турбулентной струе

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

С помощью численного моделирования исследуется задача об истечении трехмерной пристенной струи несжимаемой жидкости. Целью исследования является определение структуры течения в струе, сравнение механизмов распространения турбулентной и ламинарной пристенных струй. Численное решение уравнений движения в турбулентном случае получено с помощью метода крупных вихрей с пристенным разрешением. Результаты моделирования сравниваются с данными экспериментальных исследований.

Об авторах

А. М. Гайфуллин

Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского

Автор, ответственный за переписку.
Email: gaifullin@tsagi.ru
Россия, Жуковский

А. С. Щеглов

Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского

Автор, ответственный за переписку.
Email: shcheglov@phystech.edu
Россия, Жуковский

Список литературы

  1. Акатнов Н.И. Распространение плоской ламинарной струи вязкой жидкости вдоль твердой стенки // Тр. Ленингр. политехн. ин-та. 1953. № 5. С. 24–31.
  2. Glauert M.B. The wall jet // J. Fluid Mech. 1956. V. 1. P. 625–643
  3. Schlichting H. Laminare Strahlausbreitung // Z. Angew. Math. Mech. 1933. Bd. 13. H. 4. S. 260–263.
  4. Ландау Л.Д. Об одном точном решении уравнений Навье–Стокса // Докл. АН СССР. 1944. Т. 43. № 7. С. 299–301.
  5. Бут И.И., Гайфуллин А.М., Жвик В.В. Дальнее поле трехмерной пристенной ламинарной струи // Изв. РАН. МЖГ. 2021. № 6. С. 51–61.
  6. Gaifullin A.M., Shcheglov A.S. Self-similarity of a wall jet with swirl // Lobachevskii J. Math. 2022. V. 43. № 5. P. 1098–1103.
  7. Newman B., Patel R., Savage S., Tjio H. Three-dimensional wall jet originating from a circular orifice // Aeron. Quart. 1972. V. 23. № 3. P. 188–200.
  8. Matsuda H., Iida S., Hayakawa M. Coherent structures in a three-dimensional wall jet // ASME. J. Fluids Eng. 1990. V. 112. № 4. P. 462–467.
  9. Padmanabham G., Lakshmana Gowda B.H. Mean and turbulence characteristics of a class of three-dimensional wall jets. Pt. 1: Mean flow characteristics // ASME. J. Fluids Eng. 1991. V. 113. № 4. P. 620–628.
  10. Law A.W.-K., Herlina. An experimental study on turbulent circular wall jets // J. Hydraul. Eng. 2002. V. 128. № 2. P. 161–174.
  11. Sun H., Ewing D. Effect of initial and boundary conditions on development of three-dimensional wall jets // 40th AIAA Aerospace Sci. Meeting&Exhibit. 2002. P. 733.
  12. Hall J.W., Ewing D. Three-dimensional turbulent wall jets issuing from moderate-aspect-ratio rectangular channels // AIAA J. 2007. V. 45. P. 1177–1186.
  13. Inoue Y., Yano H., Yamashita S. Experimental study on a three-dimensional wall jet // J. Fluid Sci.&Technol. 2007. V. 2. № 3. P. 655–664.
  14. Namgyal L., Hall J. Reynolds stress distribution and turbulence generated secondary flow in the turbulent three-dimensional wall jet // J. Fluid Mech. 2016. V. 800. P. 613–644.
  15. Agelin-Chaab M., Tachie M.F. Characteristics of turbulent three-dimensional wall jets // ASME. J. Fluids Eng. 2011. V. 133. № 2.
  16. Pani B.S., Rajaratnam N. Swirling circular turbulent wall jets // J. Hydraul. Res. 1976. V. 14. № 2. P. 145–154.
  17. Kumar S., Kumar A. Effect of initial conditions on mean flow characteristics of a three dimensional turbulent wall jet // Proc. Inst. Mech. Engineers, Pt. C: J. Mech. Engng. Sci. 2021. V. 235. № 22. P. 6177–6190.
  18. Craft T., Launder B. On the spreading mechanism of the three-dimensional turbulent wall jet // J. Fluid Mech. 2001. V. 435. P. 305–326.
  19. Khosronejad A., Rennie C.D. Three-dimensional numerical modeling of unconfined and confined wall-jet flow with two different turbulence models // Canadian J. Civil Engng. 2010. V. 37. № 4. P. 576–587.
  20. Kakka P., Anupindi K. Flow and thermal characteristics of three-dimensional turbulent wall jet // Phys. Fluids. 2021. V. 33. № 2.
  21. Nicoud F., Ducros F. Subgrid-scale stress modelling based on the square of the velocity gradient tensor // Flow, Turbul. & Combust. 1999. V. 62. № 3. P. 183–200.
  22. Van Doormaal J.P., Raithby G.D. Enhancements of the SIMPLE method for predicting incompressible fluid flows // Numer. Heat Transfer. 1984. V. 7. № 2. P. 147–163.
  23. Menter F.R. Best Practice: Scale-Resolving Simulations in Ansys CFD. https://www.ansys.com/content/dam/product/fluids/cfd/tb-best-practices-scale-resolving-models.pdf.

© А.М. Гайфуллин, А.С. Щеглов, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах