Численное моделирование турбулентного течения во вращающихся U-образных каналах с плоской и оптимизированной формой внутренней стенки Панов Дмитрий Олегович

brief description

Панов,ДмитрийОлегович.ЧисленноемоделированиетурбулентноготечениявовращающихсяU-образныхканалахсплоскойиоптимизированнойформойвнутреннейстенки: диссертация ... кандидата физико-математических наук : 01.02.05 /ПановДмитрийОлегович; [Место защиты: ФГАОУВО«Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»]. - Санкт-Петербург, 2021. - 173 с. : ил.больше
Цитаты из текста:

стр. 1
На правах рукописиПановДмитрийОлеговичЧисленноемоделированиетурбулентноготечениявовращающихсяU-образныхканалахсплоскойиоптимизированнойформойвнутреннейстенки01.02.05 Механика жидкости, газа и плазмы ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Научный

стр. 8
Методическая информация, накопленная в результате применения методов LES и RANS/LES для тестовых расчетовтеченияв крутоизогнутом U-образномканалеквадратного сечения, может непосредственно использоваться другими исследователями при постановке и проведении вихреразрешающих расчетовтурбулентноготеченияв искривленныхканалахразличной геометрии. Результаты по оптимизацииформывнутреннейстенкикрутоизогнутого U-образного...

стр. 9
данные, отражающие влияние вращения на локальные и интегральные характеристикитурбулентноготеченияв U-образномканалеисходной иоптимизированнойгеометрии. 4. Совокупность оптимальных решений и вид фронта Парето, определенный в результате двухкритериальной оптимизацииформывнутреннейстенкиобогреваемого U-образногоканалапо критериям «гидравлические потери - теплосъем на участке поворота». Обоснованность и достоверность...

Оглавление диссертациикандидат наук Панов Дмитрий Олегович
Введение
1. Обзор результатов исследования турбулентного течения в каналах с резким поворотом потока, включая вопросы геометрической оптимизации
1.1. Экспериментальные результаты
1.2. Результаты численного моделирования
1.3. Оптимизация формы крутоизогнутых каналов
2. Математические модели и тестовые расчеты течения в U-образном канале с плоской стенкой
2.1. Математические модели
2.1.1. Базовые уравнения
2.1.2. Вихреразрешаюшая LES WALE модель
2.1.3. Модель MSST с поправкой на кривизну и вращение (MSST RC)
2.1.4. IDDES модель
2.2. Постановка задачи для тестовой конфигурации C1: канал с
открытым входом
2.3. Постановка задач для тестовой конфигурации C2: заданные условия на входе в канал
2.4. Вычислительные аспекты
2.5. LES WALE расчеты изотермического течения в тестовой конфигурации C1
2.5.1. Исследование сеточной сходимости
2.5.2. Влияние числа Рейнольдса на гидравлические потери
2.6. Результаты LES WALE и IDDES расчетов изотермического течения в тестовой конфигурации C2 при Re =
2.7. Расчетные поля скорости и характеристик турбулентности при Re = 105 в сопоставлении с экспериментом
2.7.1. IDDES подход
2.7.2. URANS подход
2.8. Гидравлические потери
2.8.1. Влияние входных условий
2.8.2. Влияние вращения
2.8.3. Влияние метода моделирования: URANS и IDDES
2.9. Теплообмен в тестовой конфигурации С2
3. Влияние вращения на вихревую структуру отрывного течения и теплообмен в U-образном канале с плоской внутренней стенкой
3.1. Структура течения, предсказываемая по IDDES и URANS подходам при тестовых значениях параметра вращения (Ro = 0 и Ro = ±0.2)
3.2. Характеристики теплообмена, рассчитанные по IDDES и URANS подходам при Ro = 0 и Ro = ±0
3.3. Анализ многообразия и классификация картин поперечного течения: URANS расчеты при изменении параметра вращения в широком диапазоне
4. Методические аспекты оптимизации формы обтекаемых потоком стенок
4.1. Двухуровневый подход к решению задачи однокритериальной оптимизации
4.1.1 Общие положения
4.1.2. Суррогатная модель на основе метода интерполяции радиальными
базисными функциями
4.1.3 Оценка работоспособности реализованного алгоритма оптимизации
4.2. Методика многокритериальной оптимизации
4.3. Параметризация геометрии цилиндрической внутренней стенки. Генерация расчетных сеток
4.4. Программная реализация процедуры поиска оптимальной геометрии
5. Одно- и двухкритериальная оптимизация формы внутренней стенки U-образного канала при нескольких значениях параметра вращения
5.1. Предварительные замечания
5.2. Результаты однокритериальной оптимизации, направленной на поиск минимума гидравлических потерь
5.2.1 Оптимальные формы внутренней стенки и выигрыш в гидравлических потерях
5.2.2 Анализ полей течения в каналах оптимальной формы по данным RANS и IDDES расчетов
5.2.3 Теплообмен в каналах оптимальной формы
5.3. Результаты двухкритериальной оптимизации: случай обогреваемого
неподвижного канала
Заключение