Symulacja dynamiki pierścieni wirowych metodą cząstek Lagrange'a

• Autorzy: Kudela H. , Regucki P.

Warianty tytułu

EN

Simulation of the vortex rings dynamics by the Lagrange particles method

• Konferencja: Energetyka 2004 (2004 ; Wrocław)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono metodę cząstek wirowych, nazywanych wortonami, służącą do rozwiązywania trójwymiarowych przepływów lepkich. Zastosowano algorytm dekompozycji lepkościowej: w pierwszym kroku rozwiązywano równania Eulera dla przepływów nielepkich, następnie uwzględniano wpływ lepkości ośrodka poprzez rozwiązanie równania dyfuzji. Metodę przetestowano modelując ruchu pojedynczego, nielepkiego pierścienia wirowego, a dla przepływów lepkich odtworzono zjawisko rekonekcji dwóch pierścieni wirowych.

EN

It was presented a vortex particle method for modelling of 3D viscous flow. A viscous splitting algorithm was used: initially the Euler inviscid equations were solved, next the viscous effect was taken into account by the solution of the diffusion equation. Validation of the method was tested by simulation of the motion of a inviscid vortex ring, and for viscous flow, it was reproduced the reconnection phenomenon of two colliding vortex rings.

Słowa kluczowe

PL

dynamika pierścienia wirowego; metoda cząstek Lagrange'a; równanie Eulera; wortony

• Wydawca: Komitet Inżynierii Chemicznej i Procesowej Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Inżynieria Chemiczna i Procesowa
• Rocznik: 2004
• Tom: T. 25, z. 4
• Strony: 2223--2230
• Opis fizyczny: Bibliogr 15 poz.,Rys., wz.,

Twórcy

autor

Kudela H.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów, Wybrzeże Wyspiańskiego 27,50-370 Wrocław

autor

Regucki P.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów, Wybrzeże Wyspiańskiego 27,50-370 Wrocław

• Politechnika Wrocławska, Instytut Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów, Wybrzeże Wyspiańskiego 27,50-370 Wrocław

Bibliografia

• [1] Cottet G.-H., koumoutsakos P., Vortex methods: theory and practice, New York, Cambridge University Press, 2000.
• [2] Marshall J.S., Inviscid incompressible flow, New York, John Wiley & Sons, Inc. 2001.
• [3] Quartapelle L., Numerical solution of the incompressible Navier-Stokes equations, Basel, Birk-hauser Verlag,I993.
• [4] Kudela H., regucki P., The vortex-in-cell method for the study of three-dimensional vortex structures, W: Tubes, sheets and singularities in fluid dynamics. Fluid mechanics and its applications 7, Dordrecht, Kluwer Academic Publishers , 2002, 49.
• [5] Cottet G.-H., MlCHAUX B., ossia S., VanderLinden G., Comparison of spectral and vortex methods in three-dimensional incompressible flows, J. Comput. Phys., 2002, 175, 702.
• [6] Kudela H„ regucki P., Vorticity particle method for simulation of 3D flow, W: Computational Science - ICCS2004, Proceedings part II. Lectures Notes in Computer Science 3036, Berlin, Springer, 2004, 356.
• [7] regucki P., Modelowanie trójwymiarowych przepływów wirowych metodami dyskretnych wirów, Praca doktorska, Politechnika Wrocławska, 2003.
• [8] Lim T.T., Nickels T.B., Vortex rings, [w:] Fluid Vortices, Sh. I. Green, Dordrecht, Kluwer Aca­demic Publishers, 1996, 95.
• [9] Chahine G.L, Genoux Ph.F., Collapse of a cavitating vortex ring, ASME J. Fluids Eng., 1983, 105,400.
• [10] akhmetov D.G., lugovtsov B.A., tarasov V.F., Extinguishing gas and oil well fires by means of vortex rings, Combustion, Explosion, and Shock Wave, 1980, 16, 490.
• [11] Kida S., Takaoka M., Vortex reconnection, Annu. Rev. Fluid Mech., 1994, 26, 169.
• [12] Kida S., Takaoka M., Hussain F., Collision of two vortex rings, J. Fluid Mech., 1991, 230, 583.
• [13] schatzle P., Experimental study of fusion of vortex rings, Praca doktorska, California Institute of Technology, USA, 1987.
• [14] melander M.V., Hussain F., Reconnection of two antiparallel vortex tubes: a new cascade mechanism, W: Turbulent Shear Flows 7, Berlin, Springer-Verlag, 1991, 9.
• [15] Cottet G.-H., Poncet Ph., Particle methods for direct numerical simulations of three-dimensional wakes. J. Turbulence 2002, 3(38), 1.