Струйные течения в ограниченных пространствах

• Автор: Кареева, Юлия Рустэмовна
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 165 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Основные условные обозначения

Введение
Глава

1.1 Обзор проблемы

1.2 Метод вычислительной гидродинамики

Глава 2. Плоская и осесимметричная изотермическая стесненная струя-источник импульса в тупике. Постановка задачи

2.1 Плоская струя - источник в тупике

2.2 Плоская струя-источник в тупике при соосном расположении приточного

и вытяжного отверстий

2.3 Осесимметричная струя - источник в тупике

2.4 Осесимметричная струя в тупике при соосном расположении приточного и
вытяжного отверстий
Глава 3. Плоские и осесимметричные изотермические стесненные струи, истекающие из отверстий конечного размера. Постановка задачи
3.1 Плоская струя, истекающая из отверстия конечного размера в тупик
3.2 Осесимметричная струя, истекающая из отверстия конечного размера в
тупик
3.3 Струя, истекающая из щели конечного размера в проточный канал
3.4 Струя, истекающая из щели конечного размера в тупик при несоосном расположении приточного и вытяжного отверстий
Глава 4 Анализ течения в зоне разворота плоской струи в тупике
Глава 5 Плоская неизотермическая стесненная струя в тупике
Глава 6 Практическое применение результатов исследования
6.1 Общие положения
6.2 Поверочный расчет
6.3 Конструкторский расчет
6.4 Примеры расчетов
Заключение
Список литературы Приложения

Основные условные обозначения
х,у, - координаты, м;
р - плотность, кг/м3;
их - скорость на оси струи, м/с;
I - импульс струи - количество движения секундной массы воздуха, кг-м/с2; с - экспериментальная константа;
и‘х’р - максимальная продольная скорость в обратном потоке, м/с;
Ьх - расход воздуха через произвольное поперечное сечение струи;
Угр - координата границы струи;
Р - давление, Па;
х,- - координаты в тензорных обозначениях;
IV = (р + йр - комплексный потенциал; л=х+(у - комплексная координата;
(р - потенциал скорости; у/ - функция тока;
их, иу, и~ - компоненты мгновенной скорости в направлениях х, у, г, м/с; и', и, и,-компоненты пульсации скорости в направленияхх,у,г, м/с; и, - компонента мгновенной скорости в направлении х„ м/с; г/' — компонента пульсации скорости в направлении х„ м/с;
Т (г) - температура, К (°С);
АТ (Аг) - разность температур, К (°С);
V - кинематическая вязкость, м2/с; р - динамическая вязкость, Па с;
X - коэффициент теплопроводности, Вт/(м К);
ср - теплоемкость при постоянном давлении,Дж/(кг-К);
g - ускорение свободного падения, м/с2;
Индексы
О - начальный, общий;
со - на бесконечности, в окружающей среде;
х- на оси;
св - свободная струя; ст— стесненная струя

Нужно также отметить новую ветвь гидродинамических методов расчетов -вычислительную гидродинамику, ВГД (Computatuional Fluid Dynamics, CFD), в основе которых лежит численное решение системы дифференциальных уравнений движения жидкости совместно с уравнениями переноса энергии. Инженерные («коммерческие») вычислительные комплексы CFD, такие как программы Fluent, Phoenics, Flow 3D и др., достаточно универсальны и позволяют решать широкий круг гидродинамических задач.
Результаты, полученные численным методом приведены в работах [33, 34, 63-68, 69]. Исследуемые задачи решались, в основном, в трехмерной постановке. Практическое применение этих работ направлено на изучение вентиляции помещений, воздухораспределение в тоннелях, кондиционирование воздуха, камер сгорания и т.д.
В работе [63] представлено исследование плоской неизотермической струи в тупике при разных значениях продольного стеснения и разной скорости истечения. Решение проводилось численно с помощью программного комплекса Fluent. В результате исследования получены линии тока течения, статическое давление на оси струи при разных значениях скорости истечения, а также профили продольной компоненты скорости в сечениях тупика.
P.V. Nilsen, A.Restivo, J.H. Whitelaw [62] провели численный эксперимент исследования поля скоростей в вентилируемых помещениях с помощью вычислительной программы “Teach", разработанной Gosman и Pun [70]. Программа позволяет решить систему дифференциальных уравнений для двумерного течения с помощью конечно-разностного метода. Было проведено сравнение данных полученных в результате численного решения и экспериментально.
Taghi Karimipanah [64, 65] провел численное исследование течения воздуха в тупике. Модель представляла собой помещение с постоянной шириной и высотой, но с разной длиной. Приточное и вытяжное отверстия были расположены с одной стороны тупика. Решение было получено с помощью программы TEACH3D, расширенной L. Davidson и P. Hedberg [71] В результате