Численное моделирование трехмерных турбулентных течений вязкой несжимаемой жидкости в лопастных гидромашинах
Диссертация
Однако при реализации данного метода встречаются дополнительные трудности, связанные с адекватностью используемых математических моделей, с корректным выбором вида аппроксимации членов уравнений, с построением расчетной сетки требуемого качества и со степенью детализации различных свойств течения. Исходя из этих соображений, определена основная цель работы: разработать методику численного… Читать ещё >
Список литературы
- Nandakumar К., Masliyah J.H. Swirling flow and heat transfer in coiled and twisted pipes // Advances in Transport Processes. New Delhi. — 1986. — V.4. -P.49- 112.
- Щукин В.К. Проблема массовых сил в гидродинамике и теории конвективного теплообмена // Тепло- и массообмен в двигателях летательных аппаратов: Межвуз. сборн. / Казанский авиац. инст. 1982. — С. З — 20.
- Щукин В.К. Теплообмен и гидродинамика внутренних потоков в полях массовых сил. -М.: машиностроение, 1980. 240 с.
- Устименко Б.П. Процессы турбулентного переноса во вращающихся течениях. Алма-Ата: Наука, Каз. СССР, 1977. — 288с.
- Петухов Б.С., Поляков А. Ф. Теплообмен и сопротивление во вращающихся трубах (обзор) // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт, 1977. — № 3. — с.116−133.
- Смирнов Е.М. Динамика вязкой жидкости во вращающихся каналах: дис. докт. физ. мат. наук. — JL: ЛИИ, 1987. 399с.
- Сафонов В.В. Теплообмен при центробежном и центростремительном течениях воды во вращающихся каналах квадратного и круглого сечений: дис. канд. техн. наук. Л.: ЛПИ, 1986, 144с.
- Платковский О.Ч. Ламинарное течение и теплообмен во вращающихся каналах прямоугольного сечения, включая режимы совместной конвекции: дис. канд. физ. мат. наук. — Л: ЛПИ, 1987, 133с.
- Ходак А.Е. Численное моделирование развитого турбулентного течения и теплового начального участка во вращающихся каналах: дис. канд. физ. — мат. наук. Л.: ЛПИ, 1991, 175с.
- Шендрик В.В. Физическая модель рабочего процесса в проточных частях насосов с полуоткрытыми и открытыми рабочими колесами // Вюник Сум-ДУ. Техшчш науки. 2007. — № 1. — с. 54−63.
- Стесин С.П., Яковенко Е. А. Лопастные машины и гидродинамические передачи: Учебник для студ. по спец. «Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика». М.: Машиностроение, 1990. — 240с.
- Черкасский В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры: Учебник для теплоэнергетических специальностей вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1984. 416 с.
- Поляков В.В., Скворцов JI.C. Насосы и вентиляторы: Учеб. для вузов. — М.: Стройиздат, 1990. 336 с.
- Михайлов А.К., Малюшенко В. В. Лопастные насосы. Теория, расчет и конструирование. -М.: Машиностроение, 1977. 288 с.
- Шерстюк А.Н. Насосы, вентиляторы и компрессоры Учеб. пособие для втузов. — М.: Высшая школа, 1972. 344с.
- Степанов Г. Ю. Гидродинамика решеток турбомашин. — М.: Физматгиз, 1962.-512с.
- Джонсон, Мур. Потери при смещении вторичных токов в рабочем кольце центробежного компрессора // Энерг. машины и установки. 1983. — С. 1819.
- White С.М. Streamline flow through curved Pipes // Proc. Roy. Soc. 1929. — A123. — P.643−663.
- Seeling W. Uber das Phanomen der «Rotations-Turbulenz» in rotierenden Rohren und Kanalen // Mitt. Int. Kongress fur angewandte Mech. Stockholm, 1930.-45.
- Trefethen L. Fluid flow in Radial Rotating Tubes // Actes IX Congress Int. Meca. Appli. Univ. Bruxelles, 1957. V.2. P.341−350.
- Ито H., Нанбу К. Течение во вращающихся прямых трубах круглого поперечного сечения // Труды Амер, общ. инт.-мех., 1971, № 3, с.46−56.
- Srinivasan P. S., Nandapurkar S.S. and Holland F.A. Friction Factors for Coils //Trans. Inst. Chem. Engr.-V.48. 1970, P. 156−161.
- Mori Т., Nakayama W. Study on Forced Convection Heat Transfer in Curved Pipes // Int. J. Heat Mass Trans. 1967, V.10, P.37−59.
- Кэйс B.M. Лондон А. Л. Компактные теплообменники. — M.: Энергия, 1967.-224с.
- Ибрагимов М.Х. и др. перенос тепла при турбулентном течении жидкости в квадратном канале. В кн.: Жидкие металлы. М.: Атомиздат, 1967. — С.82−102.
- Hideomi F., Masafumi Н. Forced convection heat transfer in a turbulent flow through a square duct // Memoris Faculty Eng. Nadoya. Univ. — 1988. — V.40, N2. -P.327−336.
- Dobner E. Uber den Stromungswiderstand in einem rotierenden Kanal: Dr. -Ing. Diss. Technische Hochschule Darmstadt. Darmstadt, 1959. — 62S.
- Piesche M. Experimente zum Stromungswider stand in gekriimmte, rotierenden Kanalen mit quadratischem Querschnitt // Acta Mechanica. — 1982. V.42. S.145−151.
- Sudou K., Takami T. Flow resistance of Curved Square Pipes with Rough Surfaces//Trans JSMEB.- 1989.-V.55, n.512.-P.972−977.
- Moore J. Effects of Coriolis on Turbulent Flow in Rotating Rectangular Channels. — Massachusetts: Gas Turbine Lab.- Massachusetts Inst. Of Technology. Rep. N.89, 1967. 80 p.
- Владимирский С. А. Филиппов И.Ф. экспериментальное исследование гидродинамического сопротивления вращающихся каналов при протекании в них воздуха. Харьков, 1981. — 27с. (Препринт/ АН УССР физ. -техн. инст. низких температур 20 1981).
- Nakabayashi К., Kitoh О. Coriolis effects on flow in various rotating channels // Trans. JSME. 1985. — V. B251, N.472. P.4223−4228.
- Kadambi V., Levy E.K., Neti S. Heat Transfer and Pressure Drop in a Helically Coiled Rectangular Duct // Trans. ASME J. Heat Transfer. 1986. — V. 108. -P.343−349.
- Телегина И.И. Исследование теплообмена и гидравлического сопротивления в изогнутых каналах прямоугольного сечения: Автореферат дис. канд. техн. наук М.: МЭИ. 1976. — 20с.
- Piesche М., Felsh К.О. Experimental investigation pressure loss in rotating curved rectangular channels // Arch. Mech. 1980. — V.32, N.5. — p.747−756.
- Шимонис B.M., Шукис В. П., Пошкас П. С. Местная теплоотдача и гидравлическое сопротивление в винтообразных каналах (1.Экспериментальная установка, методика исследования, первые опыты) // Тр. АН Лит. ССР. Серия Б., 1988.-Т.З (166). С.103−114.
- Шимонис В.М., Шукис В. П., Пошкас П. С. Местная теплоотдача и гидравлическое сопротивление в винтообразных каналах (2.Влияние относительной ширины и кривизны канала) // Тр. АН Лит. ССР. Серия Б., 1988. -Т.5 (166). С.83−90.
- Kakas S., Oskay R., Zhang H. Y Correlations for forced convection in ducts // Two Phase Flow Heat Exch.: Therm. Hydraul Fundam. and Des.: Proc. NATO Adv. Stady. Inst. — Dordrecht, 1988. -P.123−158.
- Муллахметов P.X. Гидродинамика и теплообмен при криволинейном течении жидкости (анализ состояния вопроса о применении концепции эффективного диаметра) / Ред.ж. «Теплофизика высоких температур». М., 1990. -26с. — Деп. ВИНИТТТ 1.11.90, № 5614 — В90.
- Ludweig Н. Die ausgebildete Kanalstromung in einem rotierenden System // Ing. Arch. — 1951. B.19, N.4−5. — S.296−308.
- Euteneuer G.A. Piesche M. Druckabfallmessungen in stationar rotierenden, gekrummten Kanalstrecken mit quadratischem sowie kreis formigem Durchflusquerschnitt // Forsch. Ing. Wes. — 1978. — B44. — S.53−56.
- Смирнов C.A. Экспериментальное исследование турбулентного течения во вращающемся канале: дис. канд. физ.-мат. наук. JL: ЛПИ, 1981, 177с.
- Рис В.В., Смирнов Е. М., Смирнов С. А. Структура турбулентного течения по прямоугольным каналам, вращающимся вокруг поперечной оси // Журнал ПМТФ. 1985. № 2. С.64−71.
- Рис В.В., Смирнов Е. М. О стремлении осредненного и пульсационного движения к двумерному виду в поле кориолисовой силы // Аннот. докл. 6-го Всесоюз. съезда по теорет. и прикл. механике, Ташкент, 1986. — Ташкент, 1986.-С.539.
- Hallen R.M., Johnston J.P. The influence of rotation on flow in a long rectangular channel: en experimental study Stanford: Stanford University, Department of Mechanical Eng., Rep. MD 13. 1967. — 175p.
- Lezius D.K., Johnston J.P. The structure and stability of turbulent wall layers in rotating channel flow. Stanford: Stanford University, Department of Mechanical Eng, Rep. M — 29. 1971. — 229p.
- Johnston J.P., Hallen R.M., Lezius D.K. Effects of spanwise rotation on the structure of two-dimensional fully developed turbulent channel flow // J. Fluid Mech. 1972. — V.56. — P.533−557.
- Humphrey J.A.C., Whitelaw J.H., Yee G. turbulent flow in a square duct with strong curvature // J. Fluid Mech. 1981. — V. 103. — P.443−463.
- Chang S.M., Humphrey J.A.C., Modavi A. Turbulent flow in a strongly curved U-Bend and downstream tangent of square cross-sections // Physico-Chemical Hydrodynamics. 1983. — V.4, N.3. -P.243−269.
- Kita Y., Okazaki M., Hirose K., Tanaka S. Fully Developed Turbulent Flow in a Curved Rectangular Duct // JSME Int. J. 1987. V.30, — N.268. — P. 1558−1566.
- Anwer M., So R.M.C., Lai Y.G. Perturbation by and recovery from bend curvature of a fully developed turbulent pipe flow // Phys. Fluids A. 1989. V.l.1. N.3. -Р.1387−1397.
- Teylor G.I. Stability of a viscous fluid contained between two rotating cylinders // Phil. Trans, of the Roy. Soc. 1923. — V.223, ser. A.
- Teylor G.I. Fluid friction between rotating cylinders // Proc. Roy. Soc. 1936.- V.157, N.892. ser. A. P.546−578.
- Wendt F. Turbulente Stromungen zwischen zwei rotierenden Koaxialen Zylindern // Ing. Arch. 1933. — B.4. — S.576−595.
- Викульцев Ю.А. Течение между соосновращающимися цилиндрами: влияние торцов // Гидрогазодинамика. Сб. науч. трудов. JT.: ЛГТУ, 1990. — С.121−126.
- Chai A., Hassid S., Kit Е., Tsinober A. A study of a two-layer stratified flow in a annulus: experiment and model // Physico-Chemical Hydrodynamics. 1988. V.10. N.576. — P.561−577.
- Джонстон Дж.П. Внутренние течения // Турбулентность / Под ред. П. Брэдшоу. -М.: машиностроение, 1980. С.118−177.
- Монин А.С., Обухов A.M. Основные закономерности турбулентного перемешивания в приземном слое атмосферы // Тр. Геофизич. ин-та АН СССР.- 1954. -№ 24. -С.163−167.
- Роди В. Модели турбулентности окружающей среды // Метод расчета турбулентных течений / Под ред. В. Колльмана. М.: Мир. 1984. — 464 с.
- Надыров Н.А., Раскин Л. И. Численное исследование трения и теплообмена на криволинейных поверхностях // Теплообмен и трение в двигателях и энергетических установках летательных аппаратов: Межвуз. сб. — Казань: КАИ. 1987. С.77−80.
- Gibson М.М., Rodi W.A. Reynolds-stress closure model of turbulence applied to the calculation of highly curved mixing layer // J. Fluid Mech. 1981. — V. 103.- P. 161−182.
- Launder B.E., Tselepidakis D.P., Younis B.A. A Second Moment Closure Stady of Rotating Channel Flow // J. Fluid Mech. — 1987. — V. 183. — P.63−75.
- Левитин В.А. Выделение основного участка закрученных течений в трубах и кольцевых каналах и учет продольной кривизны в моделях турбулентности: дис. канд. физ.-мат. наук. Л.: ЛПИ, 1986. — 208с.
- Левитин В. А. Смирнов Е.М. Численное моделирование влияния кривизны и вращения на турбулентные течения в каналах. Л.: ЛПИ, 1986. — 32с. -Деп. в ВИНТИ 12.02.86. № 1003−86 Деп.
- Jones W.P., Launder В.Е. The Prediction of Laminarization with a Two — Equation Model of Turbulence // Int. J/ Heat Mass. Transfer. 1972. — V.15. -P.301 -314.
- Choi Y.D., Iacovidies H., Launder B.E. Numerical Computation of Turbulent Flow in a Square Sectioned 180 Deg Bend Trans. ASME J. Fluid Engineering. -1989. V.lll. -P.59−68.
- Launder B.E., Priddin C.H., Sharma B.I. The calculation turbulent boundary layers on spinning and curved surfaces Trans. ACME J. Fluids Eng. 1977. V.99. -P.231 -239.
- Howard J.H.G., Patankar S.V., Bordynuik R.M. Flow Prediction in rotating ducts using Coriolis modified turbulence models // Trans. ASME J. Fluids Eng. 1980.-V.102. P.456−461.
- Смирнов E.M., Шатров A.B. К моделированию сильных эффектов вращения системы в расчетах турбулентных течений по каналам // Журнал ПМТВ.- 1985.№ 5.-с.35−41.
- Pratap V.S., Spalding D.B. Numerical Computations of the flow in Curved Ducts // The Aeronautical quarterly. J. Devoted to aeronautics and the allied sciences. 1975. — V.XXVI. — P.219−228.
- Simon R., Shilling R., Felsch K.O. Berechnung der ausgebildeten turbulenten Stromung in rotierenden Kanalen mit rechteckigem Querschnitt // Stromungs mechanikund Stromungsmaschinen. 1980. V.28. S.33−48.
- Болдырев A.B. Численное и экспериментальное исследование эффекта Ранка / И. И. Хисамов, А. Н. Носов, А. В. Болдырев, С. И. Харчук // Тез. докл.
- XII Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов «Гидравлические машины, гидроприводы и гидропневмоавтоматика». М.: Издательский дом МЭИ, 2008.-С.83.
- Маджумдар А.К., Пратар B.C., Сполдинг Д. Б. Численный расчет течений во вращающихся каналах // Тр. амер. общ. инж.-механ. теор. основы инж. расчетов (рус. перевод). 1977. — № 1. с.249−255.
- Simon R. Berechnung der ausgebildeten turbulenten Stromung in rotierenden und gekrtimmten Kanalen // Stromungsmechanik und Stromungsmaschinen/ -1981. -N.30. — S.41−75.
- Захаров В.П., Соловейчик Ю. Г., Шурина Э. П. Моделирование гидродинамических процессов и теплопереноса во вращающихся криволинейных каналах // В сб. Численные методы и программное обеспечение. М.: ОВМ АНСССР, 1990. — с.41−54.
- Levy Е., Neti S., Brown G., Bayat F., Kadambi V. Laminar Heat transfer and pressure drop in a rectangular duct rotating about a parallel axis //Trans. ASME J. Heat Transfer. 1986. — V.108, N.2 — P.350−356.
- Hassid S., Kit E., Mazor E. Turbulent flow generated in annulus by rotating screen // Acta Mechanica. 1991. — V.86. N1−4. — P. 167−177.
- Ершов С.В. Математическое моделирование трехмерных вязких течений в турбомашинах современный взгляд. — Харьков: Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, 1998. — 27с.
- Русанов А.В., Ершов С. В. Проблемы численного моделирования трехмерных вязких течений в осевых и центробежных компрессорах. — Харьков: Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины, 2004.- 8с.
- Барашков С., Шмелев В. FlowVision современный инженерный инструмент в исследованиях газодинамических характеристик компрессоров // САПР и графика. — 2004. — № 12. — с. 54−58.
- Воронин И.В., Ивчик Л. Ф., Коныиин В. Н., Ткаченко В. В. Газодинамический расчет первой ступени экспериментального двухступенчатого компрессора с использованием программного комплекса CFX. 12с.
- Воронин И.В., Ивчик Л. Ф., Коныпин В. Н., Ткаченко В. В. Тестовый газодинамический расчет первой ступени экспериментального двухступенчатого компрессора с использованием программного комплекса CFX // САПР и графика. 2005. — № 4. — 50с.
- Левченя A.M. Численное моделирование турбулентного течения в рабочем колесе центробежного компрессора. — СПб.: Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, 2004. 4с.
- Мельников В.В., Прокусов А.А. Использование программного комплекса
- FlowVision при расчете элементов проточной части турбокомпрессоров в ОАО «СКБТ» // САПР и графика. 2005. — № 6. — с.92 — 96.
- Соколов Е.В., Анкудинов Д. Т. Моделирование течения жидкости в центробежных насосах. Екатеринбург: УГЛТУ, 2005. — 5с.
- Косторной А.С. Исследование нестационарных характеристик потока в проточной части центробежного насоса // Новости насосного рынка. — 2006. — № 1(4).-Зс.
- Левченя A.M. Численное моделирование турбулентного течения в рабочем колесе центробежного нагнетателя. Магистерская диссертация. — СПб.: Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, 2001. -50с.
- Брэдшоу П., Себеси Т., Фернгольц Г. Г. и др. Турбулентность / Под ред. П. Брэдшоу- Пер. с англ. Н. Г. Васецкой, А. В. Колесникова, В.И. Расщупки-на- Под ред. А. С. Гиневского. М.: Машиностроение, 1980. — 343с.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика: Учеб. пособие. В 10 т. Т. VI. Гидрогазодинамика. 4-е изд., стер. — М.: Наука, Гл. ред. физ.- мат. лит., 1988.-736 с.
- Лапин Ю.В., Стрелец М. Х. Внутренние течения газовых смесей. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989. — 368с.
- Монин А.С., Яглом A.M. Статическая гидромеханика. М.: Наука, 1965.
- Launder В.Е., Spolding D.B. The numerical computation of turbulent flows // Comput. Meth. Appl. Meth. and Eng. 1974. — V.3. -N.2. -P.269−289.
- Турбулентность. Принципы и применения / Под ред. У. Фроста, Т. Мо-улдена- Пер. с англ. В. В. Альтова, В. И. Пономарева, А.Д. Хонькина- С предисловием В. В. Струминского. — М.: Мир, 1980. — 535с.
- Фрик П.Г. Турбулентность: модели и подходы. Курс лекций. В 2-х ч. -Пермь: Пермский государственный технический университет, 1998. 244с.
- Галимзянов Ф.Г., Галимзянов Р. Ф. Теория внутреннего турбулентного движения / Под ред. профессора Ф. Г. Галимзянова. Уфа: Эксперт, 1999. -352с.
- Белов И.А., Исаев С. А. Моделирование турбулентных течений. Учебное пособие. — СПб.: Балт. гос. техн. ун-т, 2001. 108 с.
- Wilcox D.C. Turbulence modelling for CFD. 1998. 537 p.
- Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. — Учеб. Для вузов. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. — 840с.
- User Guide STAR-CCM+ version 4.02.007 / CD-adapco, 2008.
- Численное моделирование вихревой интенсификации теплообмена в пакетах труб: / Ю. А. Быстров, С. А. Исаев, Н. А. Кудрявцев, А. И. Леонтьев. -СПб.: Судостроение, 2005. 392 е., ил.
- User’s Guide Fluent 6.1 Documentation / Fluent Inc., 2003.
- Бэтчелор Дж. Введение в динамику жидкости. — М.: Мир, 1973. — 758с.
- Кочин Н.Е. Векторное исчисление и начало тензорного исчисления. -М.: Наука, 1965.-412с.
- Lien, F.S., Chen, W.L., and Leschziner, M.A. 1996. «Low-Reynolds number eddy-viscosity modelling based on non-linear stress-strain/vorticity relations», Proc. 3rd Symp. on Engineering Turbulence Modelling and Measurements, 27−29 May, Crete, Greece.
- Белов И.А., Кудрявцев H.A. Теплоотдача и сопротивление пактов труб. JL: Энергоатомиздат, 1987. — 223с.
- Федяевский К.К., Гиневский А. С., Колесников А. В. Расчет турбулентного пограничного слоя несжимаемой жидкости. JL: Судостроение, 1973. — 256с.
- Singhal А.К., Spalding D.B. // Сотр. Met. Mech. End. 1981. — V.25. -P.365.
- Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. -М.: Энергоатомиздат, 1984. 152с.
- Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей: В 2-х т.: Т.2.: Пер. с англ. -М.: Мир, 1991. 552с.
- Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей: В 2-х т.: Т.1.: Пер. с англ. -М.: Мир, 1991. 504с.
- ШлихтингГ. Теория пограничного слоя. — М.: Наука, 1969. 742с.
- Станкова Е.Н., Затевахин М. А. Многосеточные методы. Введение в стандартные методы. СПб: Институт высокопроизводительных вычислений и информационных систем, 2003. — 47с.
- Панаиотти С.С., Савельев А. И., Биленко П. Н. Автоматизированное проектирование высокооборотного центробежного насоса: Учеб. пособие. —
- М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003. 48с.
- Болдырев А.В. Расчет напорной характеристики центробежного насоса численным методом / А. В. Болдырев, С. И. Харчук, С. М. Жижин // «Вестник УГАТУ», том 12, № 2(31)-Уфа, 2009. -С.51−58.
- Численное моделирование течений в турбомашинах / С. Г. Черный, Д. В. Чирков, В. Н. Лапин, В. А. Скороспелов, С. В. Шаров. Новосибирск: Наука, 2006. — 202с.