Prezentacja wstępnych wyników badań i symulacje przepływu w chodniku Kopalni Doświadczalnej Barbara ukierunkowanych na dobór modeli turbulencji

• Autorzy: Krawczyk Jerzy , Głuch Bartłomiej , Janus Jakub , Skotniczny Przemysław , Hildebrandt Robert

Warianty tytułu

EN

Presentation of preliminary research results and flow simulations in the gallery of the Barbara Experimental Mine focused on the selection of turbulence models

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia wyniki prac nad doborem optymalnych modeli turbulencji, opisujących przepływ powietrza kopalnianego w chodnikach wykonanych w obudowie łukowej. Poszukiwany jest opis, który zapewni zadowalającą dokładność symulacji przy możliwie niskim zapotrzebowaniu na moc obliczeniową. W ramach badań ukierunkowanych na dobór modeli turbulencji kontynuowano przegląd literatury oraz badania in-situ. Opracowano rodzinę modeli numerycznych przepływu powietrza w chodniku KD Barbara, w którym zespół IMG-PAN prowadził pomiary prędkości przepływu przy pomocy termoanemometrów i metanoanemometrów. Modele te wykorzystują metodę objętości skończonej i modele turbulencji k-e, k-ωSST, SAS i GEKO. Wykonano szereg obliczeń z zastosowaniem wybranych modeli turbulencji. Przeprowadzono analizę warunków przepływowych w miejscu pomiarów. Porównano wyniki pomiarów i symulacji. Na podstawie uzyskanych wyników sformułowano plany dalszych eksperymentów in-situ.

EN

The article presents the results of work on the selection of optimal turbulence models describing the flow of mine air in airways with arched roof support. A description is sought that will ensure satisfactory simulation accuracy with the lowest possible computing power demand. As part of research aimed at selecting turbulence models, literature review and in-situ research were continued. A family of numerical models of air flow in the KD Barbara gallery, in which the IMG-PAN team carried out measurements of flow velocity using thermoanemometers and metanoanemometers was developed. These models use the finite volume method and k-e, k-wSST, SAS and GEKO turbulence models. A number of calculations were made using the selected turbulence models. An analysis of the flow conditions at the measurement site was carried out. Measurement and simulation results were compared. Based on the results obtained, plans for further in-situ experiments could be formulated.

Słowa kluczowe

PL

modele turbulencji; chodniki kopalniane; numeryczna mechanika płynów

EN

turbulence models; mine gallery; computational fluid dynamics

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 21, nr 1-4
• Strony: 61--73
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Krawczyk Jerzy

• Instytut Mechaniki Górotworu Polskiej Akademii Nauk, Reymonta 27, 30-059 Kraków, Polska

autor

Głuch Bartłomiej

• Instytut Mechaniki Górotworu Polskiej Akademii Nauk, Reymonta 27, 30-059 Kraków, Polska

autor

Janus Jakub

• Instytut Mechaniki Górotworu Polskiej Akademii Nauk, Reymonta 27, 30-059 Kraków, Polska

autor

Skotniczny Przemysław

• Instytut Mechaniki Górotworu Polskiej Akademii Nauk, Reymonta 27, 30-059 Kraków, Polska

autor

Hildebrandt Robert

• Instytut Mechaniki Górotworu Polskiej Akademii Nauk, Reymonta 27, 30-059 Kraków, Polska

Bibliografia

• Cardwell D., Vlachos P., Thole K., 2011: Developing and fully developed turbulent flow in ribbed channels, Exp. Fluids 50, 1357-1371.
• Kang Ch., Yang K., 2016: Characterization of Turbulent Heat Transfer in Ribbed Pipe Flow, Journal of Heat Transfer 138, April 2016.
• Leonardi S., Orlandi P., Antonia R.A., 2005: A method for determining the frictional velocity in a turbulent channel flow with roughness on the bottom wall, Experiments in Fluids, June.
• Menter F., 2012: Turbulence Modeling for Engineering Flows. ANSYS Inc. www.ansys.com.
• Menter F.R. 2015: Best Practice of Scale-Resolving Simulations in ANSYS CFD, version 2.0. Technical paper ANSYS Inc. www.ansys.com.
• Menter F.R., Lechner R., 2019: Best Practice: Generalized k-ω Two Equation Turbulence Model in ANSYS CFD (GEKO) Version 1.0, Technical report ANSYS, pp 38.
• Nadeem M., Lee J. H., Lee J., Sung H.J., 2015: Turbulent boundary layers over sparsely-spaced rod-roughened walls, International Journal of Heat and Fluid Flow 56.
• Skotniczny P., Ostrogórski P., Krawczyk J., Janus J., 2018: Wyznaczenie wartości parametrów charakteryzujących turbulentny przepływ powietrza w pobliżu ociosu wyrobiska kopalnianego,
• Vogiatzis I.I., Denizopoulou A.C., Ntinas G.K., Fragos V.P., 2014: Simulation Analysis of Air Flow and Turbulence Statistics in a Rib Grit Roughened Duct, Scientifi c World Journal, Volume 2014.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).