Исследование вихревых систем на элементах, обтекаемых несжимаемой жидкостью

• Автор: Соловьев, Сергей Юрьевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА Е СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ МЕТОДОВ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2Л Описание экспериментальных установок и методик, использованных
при физическом моделировании
2Л. 1 Аэродинамическая труба и методы проведения измерений
2Л .2 Гидродинамическая труба и методы проведения визуализации .
2.2 Описание математических средств, использованных при численном моделировании
2.2.1 Описание математической модели
2.3 Обоснование методов проведения исследований
ГЛАВА 3. ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ВИХРЕВЫХ СИСТЕМ ВБЛИЗИ ВЫСТУПАЮЩИХ ЧАСТЕЙ, РАСПОЛОЖЕННЫХ НА ТЕЛЕ ВРАЩЕНИЯ
3.1 Постановка задачи
3.2Исследование подковообразных вихрей, возникающих около ограждения рубки
3.3 Исследование концевых вихрей и вязкого вихревого следа от ограждения рубки
3.4 Исследование вторичных течений от палубной надстройки
3.5 Исследование подпорных вихрей, возникающих около стабилизаторов
3.6 Исследование взаимодействия продольных ветвей подковообразных вихрей, возникающих около стабилизаторов

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ УМЕНЬШЕНИЯ ВИХРЕОБРАЗОВАНИЯ ВБЛИЗИ ВЫСТУПАЮЩИХ ЧАСТЕЙ,
РАСПОЛОЖЕННЫХ НА ТЕЛЕ ВРАЩЕНИЯ
4Л Постановка задачи
4.2 Экспериментальное исследование влияния параметров выступающей части и набегающего потока на формирование подковообразного вихря.
4.3 Численное исследование способов уменьшение интенсивности образования вихрей перед препятствием, расположенном в пограничном слое пластины
4.3.1 Численные аспекты задачи
4.3.2 Влияние формы передней кромки ВЧ на интенсивность подковообразного вихря
4.3.3 Уменьшение интенсивности подковообразного вихря перед ВЧ с помощью применения обтекателя
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
X, У, Z - оси декартовой системы координаты;
И — скорость потока в данной точке;
и0 — скорость невозмущенного потока;
и = и/и0 — относительное значение скорости;
их - проекция вектора скорости на ось X;
Иу - проекция вектора скорости на ось У;
и2 - проекция вектора скорости на ось Ъ
а __ угол скоса потока в вертикальной плоскости, угол атаки;

угол скоса потока в горизонтальной плоскости, угол скольжения;
Яе - Число Рейнольдса;
В„ - полуширина палубы модели;
. расстояние от передней кромки ограждения рубки до
плоскости расположения движителя на модели;
0 - полярная координата в плоскости расположения движителя;
радиальная координата в плоскости расположения движителя;
И = г/г0 - относительная величина радиальной координаты;
п — номер гармоники;
расстояние от передней кромки модели до оси подковообразного вихря;
коэффициент неоднородности поля скорости на соответствующем радиусе;
5 - толщина пограничного слоя;
^ максимальная толщина препятствия, установленного на
гладкой пластине;
Д — размер ячейки расчетной сетки;
безразмерное расстояние от расчетной точки до ближайшей твердой стенки

Генерационный член для удельной скорости диссипации турбулентной энергии имеет вид:
Сш=-Ск. (2.25)

Коэффициент а определяется соотношением:

а = а» I . -ШГГ* Ь (2.26)
где = 2,95.
При этом коэффициент ат не является константой, как в стандартной к-ю модели, а определяется соотношением:
ат = оод + (1 - /ч)аоо,2, (2.27)

“00,1=^-^=, (2.28)
fioo &й>, 1 fРос
а - £ü _ «
исо,2 п * „ /oi-’
РоО Oto.zVPoo
(2.29)
где К = 0,41.
Моделирование турбулентной диссипации
Диссипация турбулентной кинетической энергии задается аналогично тому, как это сделано для стандартной k-ю модели, отличия состоят в определении члена fß*. Стандартная к-ю модель турбулентности определяет fß-, как кусочно-гладкую функцию. Для k-ю SST модели турбулентности fß* = 1, откуда следует:
Yk = pß*küi. (2.30)
Удельная скорость диссипации со также задается аналогично классической модели, с той лишь разницей, что fß = 1, а ßt определяются нижеприведенными соотношениями:
Yu=pßa>2, (2.31)

ßi = hßi.i + [l-Fißi,2- (2.32)