Номер части:
Журнал
ISSN: 2411-6467 (Print)
ISSN: 2413-9335 (Online)
Статьи, опубликованные в журнале, представляется читателям на условиях свободной лицензии CC BY-ND

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПАДА ВИХРЯ В ТРУБЕ



Науки и перечень статей вошедших в журнал:
DOI:
Дата публикации статьи в журнале:
Название журнала: Евразийский Союз Ученых — публикация научных статей в ежемесячном научном журнале, Выпуск: , Том: , Страницы в выпуске: -
Данные для цитирования: . МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПАДА ВИХРЯ В ТРУБЕ // Евразийский Союз Ученых — публикация научных статей в ежемесячном научном журнале. Технические науки. ; ():-.

Распад вихря – явление, широко известное и часто встречающееся как в природе (например, в явлении торнадо) так и во многих технических устройствах с закруткой потока ‑ в камерах сгорания, циклонных пылеуловителях, турбулизаторах, центробежных форсунках, возникает также в осевой области интенсивных вихрей, сходящих с концов треугольного крыла [1]. Считается, что существует три основных формы распада вихря: осесимметричный и в виде одинарной или двойной спирали [1,4,6,7,9]. Объяснение явление распада вихря можно найти в [1, 4].

Моделирование распада осесимметричного вихря выполнялось методом Годунова [3, 5] в закрученном течении воздуха в трубе. Геометрия трубы задана согласно данным приведенным в [8], где опубликованы результаты экспериментального изучения осесимметричного распада вихря, с которыми проводились сравнения результатов расчетов автора.

Математическая постановка задачи представлена в [2]. Расчеты проводились на разностных сетках с количеством ячеек 100´25; 250´25; 500´20, размер ячеек уменьшался по радиусу по направлению к оси и внешней стенке трубы.

Параметры для расчетов приняты следующие:Pвых./P0=0,975¸0,995; P0=1042399,8 Па; r0=1,1985 кг/м3; Pвых=1034060,6 Па; k=1,4; R=287,15 м2/(с2×K0); Re»104. Угол закрутки потока на входе в трубу задавался как a = arctgCq/Ö(Сr2 + Cz2) = 0o¸88o. Здесь Cq, Сr, Cz –окружная, радиальная и осевая составляющие вектора скорости C.

В результате расчетов осесимметричный распад вихря (замкнутая зона возвратного течения) первоначально был получен на сетке 100´25 ячеек (рис.1а) при Pвых./P0=0,992 и угле закрутки потока на входе в трубу равном a = 560, что соответствует углу установки лопаток направляющего аппарата 340. Полученный в расчетах «пузырь» имеет размеры около 30 см в длину и диаметр около 10 мм (рисунок 1).

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПАДА ВИХРЯ В ТРУБЕ

Рисунок 1. Осесимметричный распад вихря

Для изучения структуры потока при Pвых./P0=0,992 в зависимости от величины угла закрутки a на входе в трубу были проведены расчеты для углов закрутки в диапазоне a = 60o¸88o. С увеличением угла закрутки длина «bubble» (пузыря) уменьшалась, а диаметр увеличивался. При угле закрутки 88o (соответственно угол установки лопаток равен 2o) размер «пузыря» составлял в длину около 10 см, а в диаметре около 40 мм.

Влияние отношения давлений Pвых/P0 на явление осесимметричного распада вихря в трубе изучалось для Pвых/P0 в диапазоне значений 0,975¸0,995 в диапазоне a = 0o¸88°. Углы закрутки, при которых происходит первое появление «пузыря» в зависимости от отношения давлений показаны на рисунке 2. При значениях Pвых/P0 =0,975¸0,990 «пузырь» впервые появляется при углах закрутки a=50o и 49o.

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПАДА ВИХРЯ В ТРУБЕ

Рисунок 2. Появление «пузыря».

Изменение расхода воздуха в трубе в зависимости от угла закрутки и отношения давлений Pвых/P0  представлено на рисунке 3. Появление «пузыря» каждый раз сопровождается резким скачком повышения расхода. Величина скачка зависит от отношения давлений и уменьшается с увеличением Pвых/P0. При Pвых/P0 =0,995 и a=64o скачок увеличения расхода минимальный

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПАДА ВИХРЯ В ТРУБЕ

Рисунок 3. Изменение расхода G/Ga=0 в  зависимости от угла закрутки a и Pвых/Pо.

‑ Pвых/P0=0,975, a=50o,        ‑ Pвых/P0=0,980, a=50o,

     ‑ Pвых/P0=0,990, a=49o,         ‑ Pвых/P0=0,995, a=64o.

Распад вихря появляется в диапазоне изменения угла закрутки 46o ¸ 64o. В эксперименте [4,9] распад вихря в воде наблюдали Harvey (1962) и Sarpkaya (1971) между 40o и 50 o закрутки. Теоретические предсказания [1,4] появления распада находятся в диапазоне углов от 45o (Squire 1960) до 62,5o (Bossel 1967). В [6] осесимметричный распад вихря получен в результате решения полных стационарных уравнений Навье-Стокса для несжимаемой жидкости в диапазоне углов закрутки 44o¸51o.

Изменение локальных параметров закрученного потока воздуха в трубе для Pвых/P0=0,990 в диапазоне углов закрутки a=100¸250, когда распад вихря в потоке отсутствует, и в диапазоне a=460¸890, когда распад вихря, «пузырь», имеет место быть, сильно отличаются. Локальные параметры для Pвых/P0=0,990, угла закрутки a=100 полученные на сетке 500х20 ячеек показаны на рисунке 4

        

а)                                                     б)

Рисунок 4. а) статическое давление, б) профили окружной скорости.

Локальные параметры для Pвых/P0=0,990, угла закрутки a=490 полученные на сетке 500х20 ячеек показаны на рисунке 5. Здесь приведены: а) поле векторов скорости с распадом вихря; б) изменение статического давления вдоль длины канала. Появление «пузыря» сопровождается значительным поперечным положительным градиентом давления; в) профили окружной составляющей скорости.

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПАДА ВИХРЯ В ТРУБЕ

Рисунок 5. а) векторы скорости, б) статическое давление с) профили окружной скорости.

Профили осевой и окружной составляющих скорости для случая угла закрутки a=490 в сечении перед «bubble» сравнивались с экспериментальными данными, приведенными в [8]. Сравнение представлено на рисунках 6 и 7. Черные непрерывные линии – расчет автора.

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПАДА ВИХРЯ В ТРУБЕ

Рисунок 6. а) Профили осевой скорости: б) Профили окружной скорости.

Применение метода Годунова для моделирования осесимметричного распада вихря показало достаточно хорошее согласие с экспериментальными и численными результатами, полученными известными исследователями этого явления.

Литература

  1. Бэтчелор Дж. Введение в динамику жидкости. ‑ Москва: Мир, 1973.
  2. Высотина В.Г.//Журнал «Математическое моделирование», 2001, том 13, №10, с.103-119.
  3. Годунов С.К. и др// ЖВМ и МФ, 1961, т.1., № 3, с.1020‑1050.
  4. Гупта А., Лилли Д., Сайред Н. Закрученные потоки. – Москва: Мир, 1987.
  5. Дорфман Л.А. Численные методы в газодинамике турбомашин. – Л.: Энергия, 1974.
  6. Grabowski W.J., Berger S.AJ. Fluid Mech., vol.76, part 3, pp. 525‑544.
  7. Faler J.H., Leibovich S. //J. Fluid Mech., 1978, vol.86, part 2, pp.313-335.
  8. Shigeo Uchida, Yoshiaki Nakamura, Masataka Ohsawa.// Trans.Jap.Soc.Aeronaut. and Space Sci., 1985, 27, №78, pp.206-216.
  9. Turgut // J. Fluid Mech., 1971, vol.45, part 3, pp. 545-559.[schema type=»book» name=»МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПАДА ВИХРЯ В ТРУБЕ» description=»Моделирование осесимметричного распада вихря в трубе выполнено методом Годунова. Полученные результаты согласуются с экспериментальными данными.» author=»Высотина Вера Гавриловна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-02″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_27.06.2015_06(15)» ebook=»yes» ]
Список литературы:


Записи созданы 9819

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх
https://www.apscuf.org/slot-gacor/https://cbtp.asean.org/slot onlineslot gacorslot gacorslot gacorslot gacorslot gacorhttps://bxartsfactory.org/slot-gacor-maxwin/https://www.splayce.eu/slot-pulsa/https://esign.bogorkab.go.id/vendor/bin/https://snip.eng.unila.ac.id/wp-content/uploads/slot-gacor/http://desa-bolali.klatenkab.go.id/files/slot-gacor/https://www.jurnal.stimsurakarta.ac.id/public/journals/https://kobar.umkm.kalteng.go.id/files/slot-gacor/https://www.uniqhba.ac.id/assets/slot-gacor/https://www.staipibdg.ac.id/-/slot-online-gacor/https://disdagperin.bekasikota.go.id/slot-gacor/https://journal.widyatama.ac.id/slot-gacor/https://stis.ac.id/slot-gacor/https://gradosyposgrados.ucjc.edu/https://ejurnal.iainlhokseumawe.ac.id/public/slot-deposit-pulsa/ https://www.mope.gm/slot88/https://www.vantru.is/slot88/https://vipnumberbuy.com/slot-deposit-pulsa/https://bio-med.euroasia-science.ru/slot-deposit-dana/https://fastgoal.com/forum/-/slot-gacor/https://www.gamisaulia.com/slot-gacor/https://persianfootball.com/news/wp-content/uploads/2013/01/slot-gacor/https://radiochicha.perugamingshow.com/https://empleabilidad.uigv.edu.pe/slot-gacor/https://civil.annauniv.edu/slot-gacor/https://majubersamagroup.com/slot-gacor/https://fais.psu.ac.th/slot88/https://www.gardencity.university/slot-gacor/http://admission.mnsuam.edu.pk/slot-gacor/https://www.yckmc.edu.hk/slot-gacor/https://www.revistaamexco.com.mx/files/journals/1/articles/51/62c7819f6a734.htmlhttps://www.edithumbs.com/wp-content/uploads/2020/01/slot-gacor-deposit-dana/https://regencyinstitutions.com/uploads/https://beritarajaku.com/http://arc.salleurl.edu/develop/slot-deposit-pulsa/https://www.ducayne100.org/slot-gacor/https://parasolprojects.com/slot-gacor/https://www.kotabaruparahyangan.com/slot-gacor/http://discamino.org/slot-gacor/https://cmc.edu.vn/slot-gacor/https://www.kpsg-solutions.pt/slot-deposit-dana/https://katingankab.go.id/slot-online/http://sintang.go.id/slot-gacor/https://text.co.id/slot-gacor/https://www.stimsurakarta.ac.id/slot-gacor/http://www.loasis-traiteur.com/fileman/https://sipil.ft.unesa.ac.id/slot-gacor/https://kemahasiswaan.unesa.ac.id/slot-gacor/https://empleabilidad.uigv.edu.pe/slot-gacor/https://surjyotsna.org/slot88/https://unitedtowel.com/slot-deposit-pulsa/http://gpm.fe.unesa.ac.id/slot88/https://eapi.sabayon.org/https://www.zeleka.com/slot-gacor/https://nclthailand.com/slot88/https://ft.unesa.ac.id/slot-gacor/https://bot.unesa.ac.id/slot-deposit-pulsa/https://optical.botsolutions.org/slot-gacor/https://www.test-car.pt/slot-gacor/https://ejurnal.methodist.ac.id/files/slot-online/https://jurnal.kwikkiangie.ac.id/files/slot-gacor/https://www.amikmbp.ac.id/slot88/https://ifris.org/slot-gacor/https://biomedicineonline.org/slot-gacor/http://e-journal.sastra-unes.com/slot-gacor/https://www.rtpslotgacor.cc/https://www.fundacionclavel.org/situs-slot-gacor/https://www.fundacionclavel.org/slot88/https://ksrce.ac.in/gacor88/https://sushizobangkok.com/slot88/http://huaplachongnonsea.com/slot-gacor/https://enfermeriadermatologica.org/slot-gacor/http://www.rpchospital.com/slot-gacor/https://www.feiradossofas.pt/slot-gacor/https://sites.google.com/view/slot-gacor-terbaru-hari-ini/https://www.viagsite.com/https://bio-med.euroasia-science.ru/slot-deposit-dana/https://165.22.244.0/https://www.rtppastigacor88.com/http://enfermeriadermatologica.org/slot777/https://slot88.ice.edu.pt/https://belodent.org/-/slot-pulsa/https://history.soc.ku.ac.th/uploads/slot-gacor/https://www.kemasaja.com/slot-gacor/http://www.maktour.co.id/slot-gacor/https://seamolec.org/files/slot-gacor/https://sbyads.ru/slot88/http://www.woconf.com/slot-gacor/https://omnipacgroup.com/slot-gacor/https://icdemolicensewebapi.honeywell.com/https://www.fundacionclavel.org/slot-gacor/ gacor 88https://sshj.in/public/slot-deposit-dana/https://mbmscience.com/public/slot88/situs slot gacorhttps://peshawarhighcourt.gov.pk/slot-gacor/https://www.doutoresdoexcel.com.br/-/slot-gacor/https://mccm.ptcer.pl/slot-demo/https://academconsult.ru/slot-gacor/https://nje.org.na/slot-deposit-dana/https://journals.tma.uz/slot-gacor/https://muru.com.co/slot-deposit-pulsa/https://coresdaterra.com.br/slot-gacor/https://sasurie.com/slot-gacor/https://thejrns.org/slot-gacor/http://a0729171.xsph.ru/https://zombiigrice.com/slot-gacor/https://ijohmn.com/public/slot-gacor/https://www.kuhoo.com/wp-content/uploads/slot-deposit-dana/http://clc.cet.edu/judi-bola/https://www.ijmaberjournal.org/slot-gacor/https://ijorces.org/slot-gacor/https://virtusclean.com/slot-online/https://modernacademy-journal.synceg.net/slot-gacor/https://artescienza.org/wp-content/uploads/slot-gacor/https://journal.icter.org/public/slot-gacor/https://rumosdainformacao.ivc.br/5unsur3/https://dailyexpresstop.com/https://livepublicnews.com/