Research work sectionGRANTY 2005
18.25.180.226 (zakończony w 2005 r.)
Kierownik: Prof. dr hab. inż. J. Szmyd
Modelowanie metodą LES przepływów turbulentnych płynów newtonowskich w obszarze mieszania się strug.
An Application of LES Method in Numerical Modelling of Turbulent Mixing Flows.
Kierownik: Prof. dr hab. inż. J. Szmyd
Modelowanie metodą LES przepływów turbulentnych płynów newtonowskich w obszarze mieszania się strug.
An Application of LES Method in Numerical Modelling of Turbulent Mixing Flows.
W projekcie badawczym (KBN 5 T07A 034 23) analizowano zagadnienie modelowania metodą LES przepływów turbulentnych płynów newtonowskich w obszarze mieszania się strug.
W pracy przedstawiono model matematyczny transportu ciepła w turbulentnych przepływach recyrkulacyjnych.
Opisano techniki filtrowania w metodzie LES oraz analizowano problem domknięcia modelu podskalowej lepkości. Przedstawiono algebraiczny model Smagorinskiego oraz procedurę dynamiczną Germano-Lilly. Opracowano własne programy numeryczne do analizy przepływów turbulentnych przy zastosowaniu metody LES oraz opracowano własne procedury wizualizacyjne wyników obliczeń.
W pracy zaprezentowano wyniki obliczeń numerycznych typu DNS oraz LES dla rozwiniętego hydrodynamicznie i termicznie przepływu turbulentnego przez kanał prostokątny dla kilku różnych liczb Reynoldsa oraz Prandtla. W wyniku obliczeń LES określono szereg wielkości statystycznych charakteryzujących przepływ turbulentny. W celu zbadania wpływu liczby Reynoldsa oraz Prandtla na quasi-koherentne struktury turbulentne przedstawiono wizualizacje chwilowych wartości pola prędkości i temperatury.
W pracy dokonano analizy procesu obliczeń dla równoległego rozwiązywania niestacjonarnego równania przewodzenia ciepła wykorzystując metodę dekompozycji obszaru. Sprawdzono przydatności różnych metod obliczeniowych do realizacji obliczeń równoległych.
Analizowano procesy przepływu płynu wywoływane strugami krzyżowymi. Zastosowano technikę LES wraz z procedurą dynamiczną Germano-Lilly.
Przedstawiono w formie graficznej szereg wielkości charakteryzujących przepływ turbulentny: prędkości średnie, stężenie barwnego znacznika, energię kinetyczną, podskalową energię kinetyczną, moduł wektora wirowości, składową osiową wektora wirowości, tensor Reynolds'a, tensor Leonarda, tensor naprężeń krzyżowych (międzyskalowych).
Projekt (KBN-5 T07A 034 23) jako jeden z pierwszych w Polsce analizował zagadnienie modelowania turbulencji z wykorzystaniem modelowania LES w celu rozwiązania praktycznego zagadnienia - analizy przepływu turbulentnego w obszarze mieszania się strug.
LES method was used for predicting phenomena occurring in complex turbulent mixing flows. The flow of real viscous fluid was described by a set of governing equations resulting from basic mass, momentum and energy conservation laws. Numerical techniques used for the solution of the incompressible flow equations for the turbulent flow regime were described. Several filtering techniques have been used together with different sub-grid models.
The Smagorinsky eddy viscosity model with dynamic procedure was used for the numerical calculations. The numerical results were shown for selected points in time. These were: instantaneous pressure distribution, mean velocity distribution, dynamic model C constant distribution, vorticity vector modulus distribution, and selected frames of 3-D animations of isobaric planes and izo-vorticity planes. 3-D frames have shown the complicated character of vortices forming around the mixing regions of striking streams observed in experimental works.
W pracy przedstawiono model matematyczny transportu ciepła w turbulentnych przepływach recyrkulacyjnych.
Opisano techniki filtrowania w metodzie LES oraz analizowano problem domknięcia modelu podskalowej lepkości. Przedstawiono algebraiczny model Smagorinskiego oraz procedurę dynamiczną Germano-Lilly. Opracowano własne programy numeryczne do analizy przepływów turbulentnych przy zastosowaniu metody LES oraz opracowano własne procedury wizualizacyjne wyników obliczeń.
W pracy zaprezentowano wyniki obliczeń numerycznych typu DNS oraz LES dla rozwiniętego hydrodynamicznie i termicznie przepływu turbulentnego przez kanał prostokątny dla kilku różnych liczb Reynoldsa oraz Prandtla. W wyniku obliczeń LES określono szereg wielkości statystycznych charakteryzujących przepływ turbulentny. W celu zbadania wpływu liczby Reynoldsa oraz Prandtla na quasi-koherentne struktury turbulentne przedstawiono wizualizacje chwilowych wartości pola prędkości i temperatury.
W pracy dokonano analizy procesu obliczeń dla równoległego rozwiązywania niestacjonarnego równania przewodzenia ciepła wykorzystując metodę dekompozycji obszaru. Sprawdzono przydatności różnych metod obliczeniowych do realizacji obliczeń równoległych.
Analizowano procesy przepływu płynu wywoływane strugami krzyżowymi. Zastosowano technikę LES wraz z procedurą dynamiczną Germano-Lilly.
Przedstawiono w formie graficznej szereg wielkości charakteryzujących przepływ turbulentny: prędkości średnie, stężenie barwnego znacznika, energię kinetyczną, podskalową energię kinetyczną, moduł wektora wirowości, składową osiową wektora wirowości, tensor Reynolds'a, tensor Leonarda, tensor naprężeń krzyżowych (międzyskalowych).
Projekt (KBN-5 T07A 034 23) jako jeden z pierwszych w Polsce analizował zagadnienie modelowania turbulencji z wykorzystaniem modelowania LES w celu rozwiązania praktycznego zagadnienia - analizy przepływu turbulentnego w obszarze mieszania się strug.
LES method was used for predicting phenomena occurring in complex turbulent mixing flows. The flow of real viscous fluid was described by a set of governing equations resulting from basic mass, momentum and energy conservation laws. Numerical techniques used for the solution of the incompressible flow equations for the turbulent flow regime were described. Several filtering techniques have been used together with different sub-grid models.
The Smagorinsky eddy viscosity model with dynamic procedure was used for the numerical calculations. The numerical results were shown for selected points in time. These were: instantaneous pressure distribution, mean velocity distribution, dynamic model C constant distribution, vorticity vector modulus distribution, and selected frames of 3-D animations of isobaric planes and izo-vorticity planes. 3-D frames have shown the complicated character of vortices forming around the mixing regions of striking streams observed in experimental works.
[ Previous page | Top this page ]
