Труды 4-й РНКТ (2006). Том 2. Вынужденная конвекция однофазной жидкости

Левченя А.М., Рис В.В., Смирнов Е.М.
Тестирование моделей турбулентности применительно к расчетам трехмерного течения и торцевого теплообмена в решетках утолщенных сопловых лопаток

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, Россия

Аннотация

Проведено тестирование моделей турбулентности Спаларта—Аллмараса, Уилкокса и Ментера (SST) применительно к расчетам трехмерного турбулентного течения и теплоотдачи в межлопаточных каналах сопловых решеток, составленных из утолщенных лопаток. Расчеты с помощью программного комплекса SINF выполнены для условий известных из литературы экспериментов по изучению особенностей локальной теплоотдачи на торцевой стенке прямой решетки. Рассмотрено влияние модели на качество предсказания сложной структуры существенно трехмерного отрыва торцевого пограничного слоя в окрестности передней кромки лопатки. Для теплоотдачи наилучшее и весьма удовлетворительное согласие с опытом получено по модели Спаларта—Аллмараса; модель Уилкокса заметно (до 20%) завышает значение осредненного по шагу решетки числа Стантона.

Заключение

Проведено тестирование трех моделей турбулентности при расчетах трехмерного турбулентного течения и теплоотдачи на торцевой стенке межлопаточного канала прямой сопловой решетки, составленной из утолщенных лопаток. Использованы модели Спаларта—Аллмараса (S-A), Уилкокса (k-?) и Ментера (MSST). Расчеты выполнены с помощью программного комплекса SINF.
По моделям S-A и MSST получены качественно схожие между собой и с экспериментом картины приторцевого течения вблизи передней кромки лопатки: воспроизводятся не только подковообразный вихрь, но и несколько соседствующих с ним вихрей. В случае k-w модели картина иная: образования, предшествующие подковообразному вихрю, отсутствуют, а последний существенно уширяется. Осредненные по шагу решетки характеристики теплоотдачи лучше всего предсказываются моделью S-A. Близкие результаты, с некоторым завышением интенсивности теплоотдачи, дает и модель MSST, а сильнее всех значения числа Стантона по сравнению с экспериментальными завышает модель k-w.

Скачать/просмотреть текст доклада (в формате pdf)

Следующая страница: Леонтьев А.И., Павлюченко А.М. Теплообмен на головных частях летных аэрофизических осесимметричных комплексов при наличии ламинарно-турбулентного перехода, эффекта реламинаризации, отрыва турбулентного потока, взаимодействия отрыва и перехода, работающих двигателей РДТТ