Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Модель переноса сдвиговых напряжений ( SST k - w ).
Главные отличия SST и стандартной k - w моделей заключаются в следующем: - последовательное изменение от стандартной k- w для внутреннего течения в пограничном слое до высокорейнольдсовой k- e модели для внешней области пограничного слоя; - модифицированная формула турбулентной вязкости для учета эффектов переноса главного турбулентного сдвигового напряжения, что и послужило поводом для названия этой модели. Благодаря этому SST модель обладает определенными преимуществами по сравнению, как со стандартной k-w, так и с k-e моделями. В других модификациях включены дополнительные члены поперечной диффузии, а также функция сращивания, для того чтобы улучшить поведение модели при переходе от пристеночной области к дальней зоне.
Уравнения SST k- w модели.
Как и в стандартной k-w модели в этих уравнениях Gk представляет собой генерацию кинетической энергии турбулентности градиентами осредненного течения, а Gw – генерацию w. Гk, Гw - эффективную диффузию k и w, Yk, Yw - диссипацию k и w вследствие действия турбулентности, Dw - поперечная диффузия, Sk, Sw - источниковые члены, определяемые пользователем. Генерация k вычисляется так же, как и в стандартной k-w модели. Коэффициент эффективной диффузии рассчитывается по тем же формулам, но турбулентная вязкость определяется иначе где Wi,j – завихренность осредненного течения, sk, ske - турбулентные числа Прандтля, a* определено ранее. F1 и F2 весовые функции.
Модель SST k-w устроена так, что она представляет собой композицию двух моделей k-w и k-e, причем использует их сильные стороны. В пристеночной области лучше работает k-w, а вдали от стенки k-e. Это объединение производится при помощи весовых функций.
Однопараметрические модели. Такие модели дают описание турбулентности с помощью одной переменной, для которой строится дифференциальное уравнение переноса. Другие характеристики турбулентности определяются через нее с помощью алгебраических соотношений. К однопараметрическим моделям относятся модели Колмогорова-Прандтля, Брэдшоу, Гуляева, Козлова, Секундова и др. Рассмотрим однопараметрическую модель Спалларта-Аллмареса. Эта модель конструировалась прежде всего для задач внешней аэродинамики и создана она была сравнительно недавно (конец 90-х). Уравнение для вихревой вязкости в этой модели записывается
Gn - генерация турбулентности; Y – разрушение турбулентности вблизи стенки из-за блокирующего действия стенки.
Коэффициенты и замыкающие функции записываются Тензор Ωij = 0,5(∂ui/∂xj - ∂uj /∂xi) - тензор вращения, а d - расстояние от ближайшей стенки. Следует обратить внимание на то, что источниковые члены в уравнении для турбулентной вязкости зависят от расстояния до ближайшей стенки, а также от градиента турбулентной вязкости. При удалении от стенки модель пред- сказывает нераспадающуюся турбулентную вязкость в невозмущенном потоке. Опыт эксплуатации модели SA показал, что ее реальные возможности заметно шире, чем предполагалось при ее создании. Более того, после введения в нее по- правок на кривизну линий тока и вращение, границы ее применимости модели заметно расширились. В табл. 5.1 сведены результаты отклонений рассчитанных с помощью SA и измеренных коэффициентов трения в эталонных градиентных течениях. Таблица 5.1
Обнаружено, что предсказанный с помощью SA коэффициент трения так же близко соответствует измеренным величинам, как и алгебраическая модель Болдуина- Ломакса. Известно, что задача об обтекании обращенной назад ступеньки является весь- ма популярным тестом для анализа моделей турбулентности. На рис.19 показана схема одного из экспериментов, выполненных Драйвером и Сигмюллером (1985). Важным свойством рассматриваемого типа течения является то, что точка отрыва оказывается фиксированной в острой кромке ступенчатого канала. Гораздо сложнее прогнозировать течения с априори неизвестной точкой отрыва. На рис. 20 сравниваются расчетные и измеренные коэффициенты трения вдоль нижней стенки канала при нулевом отклонении верхней стенки от направления потока. Модель SA предсказывает длину отрывной зоны, измеренную в долях высоты
ступеньки, равной 6.1. Она лишь на 2% отличается от экспериментальной величины 6.2H. При угле отклонения 6° модель предсказывает длину циркуляционной зоны в 8.6H, что на 6% отличается от измеренной величины 8.1H.
Таким образом, модель SA является удовлетворительной для многих инженерных приложений. В особенности она применима для расчета обтекания профилей и крыльев, для которых она была калибрована. В то же время, ее приемлемость для струйных задач менее убедительна. Показано (1997), что прогнозы коэффициента расширения осесимметричной затопленной струи по указанной модели вдвое отличаются от данных измерений. Резюмируя, следует отметить, что рассмотренный класс моделей с одним дифференциальным уравнением обладает большей приемлемостью к описанию турбулентных течений с учетом сжимаемости, переходных явлений, кривизны линий тока и отрыва потока. Однако объектами их приложения, как правило, являются простые конфигурации потоков с минимальным набором структурных элементов. Как и в случае алгебраических моделей, сильна привязка к калибровочным типам течений. Снять указанные ограничения можно, например, при определении масштаба турбулентности как зависимой переменной, т.е. в рамках двух- и многопараметрических моделей турбулентности.
Недостатки моделей на основе гипотезы Буссинеска: - Справедлива ли простая линейная связь между пульсациями и тензором кажущихся напряжений? Rij сильно зависит от параметров потока и предыстории; Rij изменяется со скоростью, не полностью зависящей от осредненного течения. Rij не строго связана с Sij для потоков: - с резко изменяющейся деформацией среднего течения; - с быстрым расширением, большой кривизной линий тока; - вращающихся потоков; - вторичных течений, индуцированных напряжениями.
|
|||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-27; просмотров: 230; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.17.157.182 (0.013 с.) |