Т. Ю. Балабина, Ю. Н. Дерюгин, Е. А. Кудряшов

ФГУП «Российский федеральный ядерный центр – Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики» (г. Саров, Россий- ская Федерация)

Аннотация. В данной статье приводятся результаты численного исследования структуры турбулентных потоков в рассматриваемых элементах конструкций, для которых построены сеточные модели, отвечающие подходам моделирования турбулентности: подходы, базирующиеся на использовании осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса (Reynolds Averaged Navier-Stokes – RANS), замкнутых с помощью SST полуэмпирической модели турбулентности, а также вихреразрешающий, в частности метод моделирования крупных вихрей (Large Eddy Simulation –LES). Расчеты течений были выполнены как в стационарной, так и нестационарной постановках по комплексу «ЛОГОС» на параллельном суперкомпьютере. Из анализа полученных результатов делается вывод о том, что осредненные параметры потока в нестационарной постановке с использованием зонного RANS-LES перехода в модели турбулентности качественно и количественно лучше совпадают с экспериментальными данными, чем результаты стационарных расчетов, основанные на использовании RANS подхода. Верификация численной методики проводилась экспериментальными данным, которые были получены на аэродинамическом стенде ФТ-18 на базе НГТУ им. Р. Е. Алексеева. Количественным критерием влияния конструкционных изменений на однородность потока является уровень завихренности.

Ключевые слова: численное моделирование, структура газового турбулентного потока, уравнения Навье-Стокса, осреднение по Рейнольдсу, сеточные модели

Для цитирования: Балабина Т. Ю., Дерюгин Ю. Н., Кудряшов Е. А. Численное моделирование турбулентного течения в канале с коленом // Журнал Средневолжского математического общества. 2024. Т. 26, № 4. С. 424–441. DOI: https://doi.org/10.15507/2079-6900.26.202404.424-441

Информация об авторах:

Балабина Татьяна Юрьевна, начальник научно-исследовательской группы Института лазерно-физических исследований, РФЯЦ-ВНИИЭФ (607188, Россия, Нижегород- ская обл., г. Саров, пр-кт Мира, д. 37), ORCID: http://orcid.org/0000-0001-5765-5014, kaktus2401@mail.ru

Дерюгин Юрий Николаевич, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник, РФЯЦ-ВНИИЭФ (607181,Россия, Нижегородская обл., г. Саров, пр-кт Мира, д. 37), ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3955-775X, dyn1947@yandex.ru

Кудряшов Евгений Александрович, начальник научно-исследовательской лаборатории Института лазерно-физических исследований, РФЯЦ-ВНИИЭФ (607188, Россия, Нижегородская обл., г. Саров, ул. пр-кт Мира, д. 37), ORCID: http://orcid.org/0009-0000-7407-8191, eakudryashov@vniief.ru