Wyznaczanie stacjonarnego ruchu cieczy lepkiej w dwu- i trójwymiarowych zagłębieniach z jedną poruszającą się ścianką

• Autorzy: Kosma Z. , Kalbarczyk R. , Piechnik B.

Warianty tytułu

EN

Solutions of steady incompressible navier-stokes equations for two- and three-dimensional shear-driven cavity flows

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Prezentowana jest efektywna metoda wyznaczania laminarnego stacjonarnego ruchu cieczy lepkiej w obszarach o skomplikowanych kształtach. Do rozwiązywania dwui trójwymiarowych zagadnień dla równań Naviera-Stokesa zapisanych w zmiennych pierwotnych została zastosowana metoda sztucznej ściśliwości na siatkach kartezjańskich. Zostały zaproponowane dwa numeryczne podejścia - oparte na wykorzystaniu metody prostych w połączeniu z przeniesieniem wszystkich zmiennych z granic obszarów do najbliższych węzłów równomiernych siatek obliczeniowych. Prezentowane są wyniki testowych obliczeń numerycznych dla sześciu zagłębień z jedną poruszającą się ścianką: kwadratowego, półkwadratowego, półkolistego, sześciennego, półsześciennego i półkulistego - porównane z wynikami dostępnymi w literaturze i symulacjami wykonanymi za pomocą programu Fluent.

EN

An efficient method for simulating steady laminar flows in complex geometries is presented. The artificial compressibility method was applied to solve two- and threedimensional Navier-Stokes equations in primitive variables on Cartesian grids. Two numerical approaches were proposed in this work, which are based on the method of lines process in conjunction with transfer of all the variables from the boundaries to the nearest uniform grid knots. Some test numerical calculations for flows in square, half-square, semicircular, cubic, half-cubic and hemisphere cavities with one uniform moving wall were reported. The present results were compared with the available data in the literature and the Fluent solver numerical simulations.

Słowa kluczowe

PL

równania Naviera-Stokesa; stacjonarny ruch cieczy lepkiej; metoda sztucznej ściśliwości; siatki kartezjańskie; metoda prostych; zagłębienia z jedną poruszającą się ścianką

EN

solutions of steady incompressible navier-stokes equations; two- and three-dimensional shear-driven cavity flows; Navier-Stokes equation

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2011
• Tom: nr 6
• Opis fizyczny: Pełny tekst na CD, Bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kosma Z.

autor

Kalbarczyk R.

autor

Piechnik B.

• Politechnika Radomska, Wydział Mechaniczny, 26-600 Radom, ul. Krasickiego 54.,

Bibliografia

• [1] Chorin A.J.: A numerical method for solving incompressible viscous flow problems, Journal of Computational Physics, 1967, 2: 12-26.
• [2] Anderson D.A., Tannehill J.C., Pletcher R.H.: Computational Fluid Mechanics and the Heat Transfer, Washigton, Hemisphere Publishing Corporation 1984.
• [3] Fletcher C.A.J.: Computational Techniques for Fluid Dynamics 1: Fundamental and General Techniques, Berlin-Heidelberg-New York, Springer-Verlag 1988.
• [4] Oymak O., Selçuk N.: Method of lines solution of time-dependent two-dimensional Navier-Stokes equations, International Journal for Numerical Methods in Fluids, 1996, 23: 455-466.
• [5] Special Issue on the Method of Lines, Journal of Computational and Applied Mathematik, 2005, 183: 241-357.
• [6] Hairer E., Norset S.P., Wanner G.: Solving Ordinary Differential Equations I: Nonstiff Problems, Berlin-New York, Springer-Verlag 1987.
• [7] Hairer E., Wanner G.: Solving Ordinary Differential Equations II: Stiff and Differential-Algebraic Problems, Berlin-New York, Springer-Verlag 1991.
• [8] Cockburn B., Shu C.-W.: The Runge-Kutta discontinuous Galerkin method for conservation laws V, Journal of Computational Physics, 1998, 141: 199-224.
• [9] Kosma Z.: Fast algorithms for calculations of viscous incompressible flows using the artificial compressibility method, TASK Quarterly, 2008, 12 (No 3) 273-287.
• [10] Ghia U, Ghia K.N., Shin C.T.: High-Re solutions for incompressible flow using the Navier-Stokes equations and a multigrid method, Journal of Computational Physics, 1982, 48: 387-411.
• [11] Shu C., Wang L., Chew Y.T.: Numerical computation of three-dimensional incompressible Navier-Stokes equations in primitive variable form by DQ method, International Journal for Numerical Methods in Fluids, 2003, 43: 345-368.