Метод моделирования отсоединенных вихрей в приложении к задачам отрывного обтекания решеток

• Автор: Якубов, Сергей Ансарович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 143 с. : ил.

Основные обозначения
1. Обзор литературы по тематике работы
1.1. Моделирование течений вокруг плохообтекаемых тел
1.1.1. Обтекание круглого цилиндра
1.1.2. Обтекание цилиндра квадратного сечения
1.2. Использование метода отсоединенных вихрей при расчете отрывных течений
1.3. Ускорение расчетов
1.3.1. Использование многосеточного метода
1.3.2. Параллелизация вычислений
2. Математическая модель и численный метод
2.1. Математическая модель
2.1.1. Определяющие уравнения
2.1.2. Моделирование турбулентности в рамках метода решения уравнений Рейнольдса (ПАШ)
2.1.3. Модель турбулентности Спаларта-Аллмараса
2.1.4. Модель турбулентности Ментера
2.1.5.Моделирование турбулентности в рамках метода моделирования крупных вихрей (ЬЕБ) и метода моделирования отсоединенных вихрей (ОЕ8)
2.2. Численный метод и его реализация
2.2.1. Предварительные замечания
2.2.2. Запись определяющих уравнений в обобщенной системе координат
2.2.3. Численная схема
2.3. Реализация параллельных вычислений
2.3.1. Алгоритм параллелизации
2.3.2. Эффективность параллелизации
2.4. Реализация многосеточных вычислений
2.4.1. Схема полной аппроксимационной памяти для решения нелинейных задач
2.4.2. Операторы ограничения
2.4.3. Операторы пролонгации
2.4.4. Особенности решения уравнений для параметров турбулентности
2.5. Исследование эффективности реализованного многосеточного метода
2.5.1. Решение уравнения Лапласа для квадратной и кубической областей
2.5.2. Расчет течения жидкости в каверне с движущейся крышкой
2.5.3. Развитие турбулентного пограничного слоя на пластине
3. Тестовые расчеты но методу отсоединенных вихрей
3.1. Обтекание кругового цилиндра
3.1.1. Постановка задачи
3.1.2. Результаты расчетов
3.2. Обтекание цилиндра квадратного сечения
3.2.1. Постановка задачи
3.2.2. Результаты расчетов
3.3. Обтекание крылового профиля
3.3.1. Постановка задачи
3.3.2. Результаты расчетов
4. Расчеты турбулентных течений в областях с периодической геометрией
4.1. Течение через решетку квадратных цилиндров
4.1.1. Постановка задачи
4.1.2. Результаты двумерных расчетов
4.1.3. Результаты расчетов по методу DES
4.2. Отрывное течение через плоскую компрессорную решетку
4.2.1. Постановка задачи
4.2.2. Результаты двумерных расчетов по методу URANS
4.2.3. Результаты расчетов по методу' DES
4.2.4. Сводные результаты
4.3. Моделирование предотрывных эффектов в рабочем колесе осевого компрессора
4.3.1. Постановка задачи
4.3.2. Подбор входных граничных условий
4.3.3. Стационарные численные решения по методу RANS
4.3.4. Расчеты по методам DES и URANS
4.3.5. Сравнение результатов, полученных по методам DES и RANS
Заключение
Список литературы
Основные обозначения
Сд — коэффициент сопротивления;
С,- коэффициент подъемной силы;
Ср— коэффициент давления;
Я — диаметр цилиндра;
/еиЛпц- ведущая частота колебаний потока;
Н - длина стороны квадратного цилиндра;
&- кинетическая энергия турбулентных пульсаций скорости;
1шгь - характерный линейный масштаб турбулентности;
Ь — шаг решетки;
Ьр- длина рециркуляционной зоны; р - давление;
Рх— давление во внешнем потоке;
Я - расстояние до оси вращения;
Яцр - радиус конца лопатки;
Не - число Рейнольдса.
5/- число Струхаля:
I - физическое время;
V = (и, у, и’) = (и|, щ, «з) - вектор скорости и его декартовые составляющие; Уцр - окружная скорость на конце лопатки;
V. - осевая компонента скорости;
У/1- окружная компонента скорости;
Т - нормализованная координата ближайшей к стенке расчетной точки;
А / - шаг по физическому времени; ф- коэффициент расхода;
X - коэффициент нормированной мощности на валу;
//-динамический коэффициент вязкости;
V- кинематический коэффициент вязкости;
V, - изотропная турбулентная вязкость;
Я-тензор рейнольдсовых (подсеточных) напряжений; в$ер—угловая координата точки отрыва; р— плотность;
Ок = (Ох, Д . П~) — компоненты вектора завихренности;
I//- коэффициент повышения полного давления;

Дополнительный блок
Рис. 2.1. Стыковка блоков и дополнительные блоки
блок
Рис. 2.2. Схема обмена данными в параллельной версии ПК ЭГЫР