Моделирование течений в тройниковом соединении труб квадратного сечения с применением современных подходов к моделированию турбулентности

Аннотация

Статья посвящена описанию методики моделирования течений жидкости в тройниковых соединениях труб квадратного сечения, основанной на численном решении трехмерных уравнений Навье – Стокса. В рамках методики решения данных уравнений применяется современный подход к моделированию турбулентности – зонный EARSM-LES подход, в котором в областях интенсивного вихреобразования, и где необходимо увеличить точность получаемого решения, используется LES модель турбулентности, в остальной области используется модель рейнольдсовых напряжений EARSM. В модели EARSM моделируется перенос всех компонентов тензора рейнольдсовских напряжений, что приводит к увеличению точности при расчете сложных течений, в частности, течений вблизи двугранных углов. В статье приводится описание математической модели, в основе которой лежат осредненные по Рейнольдсу трёхмерные уравнения Навье – Стокса, а также уравнения используемой гибридной модели EARSM-LES. В статье проведено сравнение использования разных базовых моделей, таких как EARSM и SST, в RANS-LES подходе для трехмерных задач, содержащих двугранные углы. Показано, что модель EARSM дает увеличение точности, по сравнению с SST, что объясняется учетом в ней анизотропности тензора рейнольдсовских напряжений, профили скорости и компоненты тензора рейнольдсовых напряжений по модели EARSM предсказаны намного точнее, чем по SST. Благодаря этому, модель EARSM-LES в итоге дает результаты и по скорости, и по компонентам тензора   лучше, чем модель SST-LES.

Для моделирования задач, представленных в данной, использовался российский пакет программ вычислительной гидродинамики и инженерного анализа ЛОГОС.