Граничные условия на стенке и сеточная зависимость решения в расчетах турбулентных течений на неструктурированных сетках

Авторы

  • К.Н. Волков

Ключевые слова:

граничные условия
турбулентность
неструктурированная сетка
пристеночные функции
закон стенки

Аннотация

Рассматриваются способы постановки и численной реализации граничных условий на стенке в расчетах турбулентных течений на неструктурированных сетках. Обсуждаются достоинства и недостатки метода пристеночных функций, а также особенности его реализации для различных моделей турбулентности. Предлагается способ реализации слабых граничных условий на стенке при дискретизации осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса при помощи метода контрольного объема. Возможности разработанного подхода демонстрируются на примере решения ряда модельных задач газовой динамики. Исследуется влияние пристеночного разрешения стенки на точность расчетов и сравнивается сеточная зависимость решения при использовании метода пристеночных функций и слабых граничных условий.

Новые вычислительные технологии

Загрузки

Опубликован

2006-10-02

Выпуск

Том 7 (2006): Выпуск 3.

Раздел

Раздел 1. Вычислительные методы и приложения

Автор

К.Н. Волков

Балтийский государственный технический университет «Военмех» имени Д.Ф. Устинова,
физико-механический факультет
1-я Красноармейская ул., 1, 190005, Санкт-Петербург

Библиографические ссылки

  1. Волков К.Н. Применение метода контрольного объема для решения задач механики жидкости и газа на неструктурированных сетках // Вычислительные методы и программирование. 2005. 6, № 1. 43-60.
  2. Spalart P.R., Allmaras S.R. A one equation turbulence model for aerodynamic flows // AIAA Paper. 1992. N 92-0439.
  3. Launder B.E., Spalding D.B. The numerical computation of turbulent flows // Computational Methods in Applied Mechanics Engineering. 1974. 3. 269-289.
  4. Bredberg J. On the wall boundary condition for turbulence model // Chalmers University of Technology, Department of Thermo and Fluid Dynamics. Internal Report 00/4. Göteborg, 2000.
  5. Волков К.Н. Сравнение низкорейнольдсовых моделей турбулентности с данными прямого численного моделирования течения в канале // Теплофизика и аэромеханика. 2005. 12, № 3. 365-378.
  6. Wolfshtein M. The velocity and temperature distribution of one-dimensional flow with turbulence augmentation and pressure gradient // International Journal of Heat and Mass Transfer. 1969. 12, N 3. 301-318.
  7. Collis S.S. Discontinuous Galerkin methods for turbulence simulation // Stanford University, Center for Turbulence Research. Technical Report. 2002.
  8. Wieghardt K., Tillman W. On the turbulent friction layer for rising pressure // Nat. Adv. Comm. Aero. Report N TM-1314. 1951.
  9. Yoder D.A., Georgiadis N.J. Implementation and validation of the Chien k- varepsilon turbulence model in the WIND Navier-Stokes code // AIAA Paper. 1999. N 99-0745.
  10. Coles D.E., Hirst E.A. Computation of turbulent boundary layers // Proceedings of AFOSR-IFP Stanford Conference. Vol. 2. Stanford University. Standord, 1968.
  11. Teekaram A.J.H., Forth C.J.P., Jones T.V. Film cooling in the presence of mainstream pressure gradients // ASME Journal of Turbomachinery. 1991. 113. 484-492.
  12. Волков К.Н. Влияние градиента давления и локализованного вдува на турбулентный теплообмен плоской пластины // ТВТ. 2006. 44, № 3. 24-32.
  13. Northrop A., Owen J.M. Heat transfer measurements in rotating-disc systems. Part 1: The free disc // International Journal of Heat and Fluid Flow. 1988. 9, N 1. 19-26.
  14. Dorfman L.A. Hydrodynamic resistance and heat loss of rotating solids. Edinburgh: Oliver & Boyd, 1963.
  15. Волков К.Н. Момент сопротивления диска, вращающегося в закрытой осесимметричной каверне // Прикладная механ. и техн. физика. 2006. 47, № 1. 153-160.
  16. Daily J.W., Nece R. Chamber dimension effects on induced flow and frictional resistance of enclosed rotating discs // ASME Journal of Basic Engineering. 1960. 82. 217-232.
  17. Kreith F. Convection heat transfer in rotating systems // Advances in Heat Transfer. 1968. 5. 129-251.