Numerical simulation of turbulent flow in a channel with a bend

封面

如何引用文章

全文:

详细

This article presents the results of a numerical study of the turbulent flows’ structure in the construction elements under consideration, for which grid models are constructed that correspond to turbulence modeling approaches. More specifically, these approaches invoke Reynolds Averaged Navier-Stokes equations (RANS), equations closed using one or another semi-empirical turbulence model, as well as vortex–resolving approach, in particular, the method of large vortices modeling (Large Eddy Simulation – LES). The flow calculations were performed both in stationary and non-stationary settings using the LOGOS complex on a parallel supercomputer. From the analysis of the results obtained, it is concluded that the averaged flow parameters found within a non-stationary formulation using a zone RANS-LES transition in the turbulence model qualitatively and quantitatively better coincide with experimental data than the results of stationary calculations based on the use of the RANS approach. Verification of the numerical technique was carried out by experimental data obtained on the FT-18 aerodynamic stand on the basis of Nizhny Novgorod State Technical university named after R.E. Alekseev. A quantitative criterion for the effect of structural changes on the uniformity of the flow is the vorticity level.

作者简介

Tatiana Balabina

RFNC - VNIIEF

编辑信件的主要联系方式.
Email: kaktus2401@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5765-5014

Head of the Research Group, Department of the Institute of Laser Physics Research 

俄罗斯联邦, 10 Muzrukov Ave, Sarov, Nizhny Novgorod region, 607188, Russia

Yuriy Deryugin

RFNC - VNIIEF

Email: eakudryashov@vniief.ru
ORCID iD: 0000-0002-3955-775X

 D. Sci. (Physics and Mathematics), Chief Researcher 

俄罗斯联邦, 10 Muzrukov Ave, Sarov, Nizhny Novgorod region, 607188, Russia

Evgeny Kudryashov

RFNC - VNIIEF

Email: eakudryashov@vniief.ru
ORCID iD: 0009-0000-7407-8191

Head of the Research Group, Department of the Institute of Laser Physics Research 

俄罗斯联邦, 10 Muzrukov Ave, Sarov, Nizhny Novgorod region, 607188, Russia

参考

  1. V. V. Kharitonov, Thermophysics of laser mirrors: Textbook, MEPhI Publishing House, Moscow, 1993 (In Russ.), 152 p.
  2. G. Schlichting, Boundary layer theory, Nauka, Moscow, 1974 (In Russ.), 712 p.
  3. I. E. Idelchik, Handbook of hydraulic resistance, Mashinostroenie, Moscow, 1992. (In Russ.), 672 p.
  4. G. Xiaofeng, T. B. Martonen, "Simulations of flow in curved tubes", Aerosol Sci. Technology, 26:6 (1997), 485–504. DOI: https://doi.org/10.1080/02786829708965448.
  5. Yu. A Bystrov., S. A. Isaev, N. A. Kudryavtsev, A. I. Leontiev, Numerical modeling of vortex heat transfer intensification in pipe packages, Sudostroenie, St. Petersburg, 2005 (In Russ.), 392 p.
  6. A. V. Garbaruk, M. H. Strelets, A. K. Travin, M. L. Shur, Modern approaches to the modeling of turbulence, Publishing House of the Polytechnic University, St. Petersburg, 2016 (In Russ.), 233 p.
  7. K. N. Volkov, V. N. Yemelyanov, Modeling of large vortices in calculations of turbulent flows, Fizmatlit, Moscow, 2008 (In Russ.), 368 p.
  8. F. R. Menter, "Zonal two-equation k - ω turbulence models for aerodynamic flows",
  9. , 93–2906.
  10. A. S.Kozelkov, Yu. N. Deryugin, D. K. Zelensky, S. N. Polishchuk, S. V. Lashkin, R. N. Zhuchkov, V. A. Glazunov, S. V. Yatsevich, V. V. Kurulin, Multifunctional software package LOGOS: physico-mathematical models for calculating problems of aero, hydrodynamics and heat and mass transfer, RFNC-VNIIEF, Sarov, 2013 (In Russ.), 67 p.
  11. Yu. I. Anoshkin, A. A. Dobrov, M. M. Kuzma, I. V. Mineev, M. M. Mulin, M. A. Subarev, "Development and validation of experimental stand ft-18 to study processes of mixing in models of different geometry", Transactions of NNSTU n.a. R.E. Alekseev, 2019, no. 2, 94–104. DOI: https://doi.org/10.46960/1816-210X2019_2_94 (In Russ.).
  12. D. N. Smolkina, O. N. Borisenko, M. V. Cherenkova, A. G. Giniyatullina, M. V. Kuz'menko, N. V. Chukhmanov, E. V. Potekhina, N. V. Popova, M. R. Turusov, "An automatic generator of unstructured polyhedral grids in the LOGOS software preprocessor", Problems of atomic Science and Technology. Ser. Mathematical
  13. modeling of physical processes, 2018, no. 2, 25–39 (In Russ.).
  14. A. Smirnov, S. Shi, I. Celik, "Random flow generation technique for large eddy simulations and particle-dynamics modeling", J. Fluids Eng, 2001, no. 123(2), 359–371. DOI: https://doi.org/10.1115/1.1369598.
  15. D. Y. Adamian, M. Kh. Strelets, A. K. Travin, "An efficient method of synthetic turbulence generation at les inflow in zonal rans-les approaches to computation of turbulent flows", Mat. Modeling, 2011, no. 23(7), 3–19 (In Russ.).
  16. J. H. Ferziger, M. Peric, Computational methods for fluid dynamics, Springer, 2002 DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-56026-2, 423 p.
  17. R. I. Issa, "Solution of the implicitly discretised fluid flow equations by operatorsplitting", Journal of Computational Physics, 1986, no. 62(1), 40–65. DOI: https://doi.org/10.1016/0021-9991(86)90099-9.
  18. K. N. Volkov, V. I. Zapryagaev, V. N. Yemelyanov, N. P. Kiseleva, I. V. Teterina, D. A. Gubanov, I. N. Kavun, "Visualization of physical and mathematical modeling data in gas dynamics", 2017 (In Russ.), 338 p.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Balabina T., Deryugin Y., Kudryashov E., 2025

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».