Численное моделирование турбулентного пристенного течения с преградой на основе гибридного LES/RANS-подхода

Abstract

Трехмерный турбулентный поток несжимаемой жидкости над прямоугольной двумерной преградой на плоской пластине в пограничном слое с и без турбулизации внешнего потока численно исследуется, используя гибридный LES/RANS-подход, пристенные модели и конечно-разностный метод. Отношение высоты к длине преграды составляет 4, число Рейнольдса для преграды равно 50000 и число Рейнольдса на "входе" - 24722 для турбулентного пограничного слоя, параметр турбулизации внешнего потока - 0.004. Число использованных сеточных узлов - 2065551. Течение вблизи стенок моделируется RANS с K-ε-πij моделью турбулентности. Численное моделирование выполнено для изучения средней скорости, турбулентных напряжений, линии тока, коэффициента поверхностного трения и длины присоединения.

Тривимірний турбулентний потік нестисливої рідини над прямокутною двовимірною перешкодою на пласкій пластині в пограничному шарі з та без турбулізації зовнішнього потоку чисельно досліджується з використанням гібридного LES/RANS-підходу, пристінної моделі та кінцево-різницевого методу. Співвідношення висоти до довжини перешкоди становить 4, число Рейнольдса для перешкоди дорівнює 50000 та число Рейнольдса на "вході" - 24722 для турбулентного пограничного шару, параметр турбулизації зовнішнього потоку - 0.004. Число використаних сіткових вузлів є 2065551. Течія біля стінок моделюється RANS з K-ε-πij моделлю турбулетності. Чисельне моделювання виконано для вивчення середньої швидкості, турбулентної напруги, лінії току, коефіцієнта поверхневого тертя та довжини приєднання.

The three-dimensional turbulent incompressible flow over a rectangular two-dimensional fence on flat plate in a boundary layer with or without of free-stream turbulence is simulated using hybrid LES/RANS-approach, wall models and finite-difference method. The aspect ratio (height/length) of the fence are 4, fence Reynolds number of 50000, inflow Reynolds number of 24722 for turbulent boundary layer, parameter free-stream turbulence 0.004. The number of grid points used in the numerical method was 2065551. The flow near the walls is simulated by RANS with K-ε-πij turbulence model. The simulation were performed to study the mean velocity, the turbulent stresses, stream lines, wall-skin friction coefficient and reattachment length.