ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СВОБОДНО-КОНВЕКТИВНОГО ТЕЧЕНИЯ ОКОЛО ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВА

摘要

Объект И цель научной работы. В настоящей работе рассматриваются особенности численного моделирования свободно-конвективного течения около вертикальной поверхности нагрева в различных расчетных кодах вычислительной гидродинамики (CFD). Целью работы является оценка возможности использования полуэмпирических моделей турбулентности для предсказания положения ламинарно-турбулентного перехода свободно-конвективного течения около вертикальной поверхности нагрева.Материалы И методы. Характеристики свободно-конвективного турбулентного течения в воздухе около вертикальной поверхности нагрева находятся из численного решения системы дифференциальных уравнений в приближении Буссинеска, замкнутых моделью турбулентности. Рассматривались 2 модели турбулентности: А-со Menter SST и низкорейнольдсовая модель турбулентности A-eps.Основные результаты. Результаты численного моделирования турбулентного пограничного слоя на нагретой пластине в воздухе в различных CFD-кодах показали, что модель к-w Menter SST не дает ярко выраженного ламинарно-турбулентного перехода, а для A-eps модели положение точки перехода смещается вверх по пластине с увеличением количества итераций. Температурные поля, в силу своей консервативности, по обеим моделям дают хорошие согласования с экспериментом.Заключение. Проведенное численное моделирование свободно-конвективного течения около вертикальной поверхности нагрева показало, что низкорейнольдсовые модели турбулентности A-eps способны к спонтанному переходу к турбулентности, но положение перехода зависит не только от модели турбулентности, но и от схемы, сетки, глубины сходимости и других численных особенностей алгоритма расчета. Полуэмпирические модели турбулентности без внесения дополнительных возмущений непригодны для надежного предсказания положения ламинарно-турбулентного перехода.