Видеосеминар по аэромеханике ЦАГИ – ИТПМ СО РАН – СПбПУ-НИИМ МГУ
19 ноября (вторник) 2019 г., 15:00, главный корпус ИТПМ, к. 216
14 ноября 2019
Вихревые структуры и теплообмен при дозвуковом обтекании установленного на пластине затупленного тела
Колесник Елизавета Владимировна (СПбПУ)
При натекании на трехмерное препятствие движущегося вдоль стенки потока происходит локальный отрыв пограничного слоя, в результате чего образуется система огибающих тело подковообразных вихрей. В практических приложениях изучение структуры потока в данного рода конфигурациях необходимо, в частности, для корректного предсказания локального теплообмена в области соединения лопаток газовой турбины с торцевой стенкой.
В настоящей работе представляются результаты численного исследования влияния эффектов сжимаемости на локальный теплообмен при дозвуковом турбулентном течении газа, формирующемся в модельной конфигурации, для которой в литературе имеются детальные экспериментальные данные, полученные для случая несжимаемой жидкости. Анализируется также влияние числа Прандля (в приближении несжимаемости среды).
Моделирование проведено на основе системы уравнений Рейнольдса (замкнутых по k-omega SST модели турбулентности) и уравнения энергии, с использованием конечно-объемного «неструктурированного» программного кода SINF/Flag-S. Реализованный в коде численный метод позволяет вести расчеты, как сверхзвуковых потоков, так и течений при сколь угодно низких значениях числа Маха.
Во всех расчетных вариантах перед телом образуется отрывная область и система подковообразных вихрей, определяющая особенности локальной теплоотдачи на пластине. Для случая тестового расчета (течение воды при Pr=6.1) результаты хорошо согласуются с опытными данными. С уменьшением числа Прандтля (до 0.7) пики в распределении локального нормированного числа Стэнтона существенно уменьшаются. С ростом числа Маха размеры передней отрывной области и отдельных вихрей увеличиваются.