Instability of the flow in rotating cavity

• Autorzy: Tuliszka-Sznitko E. , Zieliński A.

Warianty tytułu

PL

Niestabilność przepływów w wirujących przestrzeniach

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The transitional flow in rotating cavity is investigated numerically by Direct Numerical Simulation (DNS), Large Eddy Simulation (LES) and theoretical (LSA) methods. LSA results coupled with accurate numerical DNS and LES computations based on an efficient pseudo-spectral Chebyshev-Fourier method, brings new insight into the spatio-temporal characteristics of the isothermal and not- isothermal flows in the rotating cavities. DNS and LES computations have been performed for a wid e range of Reynolds numbers to analyze different stages of the transition process. Computations have been performed for different geometrical configurations, including co- and counter-rotating cavities with throughflow.

PL

W pracy dokonano analizy wyników dotychczasowych prac własnych nad statecznością przepływów w wirujących przestrzeniach. Badania te prowadzono metodą liniową, metodą DNS i LES. Do trójwymiarowych obliczeń numerycznych zastosowano metodę spektralnej kolokacji bazującą na szeregach Czebyszewa i szeregu Fouriera. Do metody LES zastosowano metodę Lagrangea zaproponowaną przez Meneveau. Głównym celem było zbadanie struktur niestabilnościowych występujących w wirujących przestrzeniach. Wyniki te porównano z wynikami prac eksperymentalnych innych autorów. Badano wpływ termicznej liczby Rossbiego na rozkłady liczb Nusselta wzdłuż promienia tarcz oraz efektywność chłodzenia promieniowego tarcz za pomocą napływającego chłodnego czynnika.

Słowa kluczowe

EN

laminar-turbulent transition; rotating cavity; direct method

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 45 nr 3
• Strony: 685--704
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Tuliszka-Sznitko E.

autor

Zieliński A.

• Technical University of Poznań, Institute of Thermal Engineering, Poland,

Bibliografia

• 1. Bohn D., Emunds R., Gorzelitz V., Krliger U., 1994, Experimental and theoretical investigations of heat transfer in closed gas filled annuli II, ASME Int. Gas. Turbine and Aeroengine Cong., The Hague, Paper 94-GT-175
• 2. Briggs R., 1964, Electron-Stream Interaction with Plasmas, MIT Press
• 3. Chew J., Owen J., Pincombe J., 1984, Numerical prediction for laminar source-sink flow in a rotating cylindrical cavity, J. Fluid Mech., 143, 451-466
• 4. Dijkstra D., and van Heijst G., 1983, The flow between two finite rotating discs enclosed by a cylinder, J. Fluid Mech., 128, 123, 123-154
• 5. Gauthier G., Gondret P., Moisy F., Rabaut M., 2002, Instabilities in the flow between co- and counter-rotating disks, J. Fluid Mech., 473, 1-21
• 6. Germano M., Piomelli U., Moin P., Cabot W., 1991, A dynamic subgrid eddy viscosity model, Phys. of Fluids A, 3, 1760-1765
• 7. Itoh M., 1991, On the instability of the flow between coaxial rotating disks, In: Boundary Layer Stability and Transition to Turbulence, ASME FED 114, 83-89
• 8. Lingwood R., 1997, Absolute instabilities of the Ekman layer and related rotating flows, J. Fluid. Mech., 331, 405-428
• 9. Meneveau C., Lund T., Cabot W., 1996, A Lagrangian dynamic subgridscale model of turbulence, J. Fluid Mech., 319, 353-385
• 10. Mochizuki S., Yang Wen-Jei, 1986, Flow friction on co-rotating parallel-disk assemblies with forced through-flow, Experiments in Fluids, 4, 56-60
• 11. Moisy F., Doare O., Pasutto T., Daube O., Rabaud M., 2004, Experimental and numerical study of the shear layer instability between two counter-rotating disks, J. Fluid Mech., 507, 175-203
• 12. Owen J., Rogers R., 1995, Heat Transfer in Rotating Disc Systems, Vol. 2: Rotating Cavity, W.D. Morris (Edit.), Wiley
• 13. Schouveiler L., Le Gal P., Chauve P., Takeda Y., 1999, Spiral and circular waves in the flow between a rotating and a stationary disc, Experiments in Fluids, 26, 179
• 14. Schouveiler L., Le Gal P., Chauve P., 2001, Instabilities of the flow between a rotating and stationary disk, J. Fluid Mech., 443, 329-350
• 15. Serre E., Crespo del Arco E., Bontoux J., 2001a, Annular and spiral patters in flow between rotating and stationary disks, J. Fluid. Mech., 434, 65, 65-100
• 16. Serre E., Hugues S., Crespo del Arco E., Randriamampianina A., Bontoux P., 2001b, Axisymmetric and three-dimensional instability in an Ekman boundary layer flow, Int. J. Heat Fluid Flow, 22, 82-93
• 17. Serre E., Tuliszka-Sznitko E., Bontoux P., 2004, Coupled numerical and theoretical study of the flow transition between a rotating and stationary disk, Phys. of Fluids, 16, 3
• 18. Tuliszka-Sznitko E., Soong C.Y., 2000, Instability of non-isothermal flow between coaxial rotating disks, Proceedings of European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering, Barcelona
• 19. Tuliszka-Sznitko E., Serre E., Bontoux P., 2002, On the nature of the boundary layers instabilities in a flow between a rotating and a stationary disc, C.R. Mecanique, 30, 90-99
• 20. Tuliszka-Sznitko E., Zieliński A., 2006a, Instability of the isothermal and not-isothermal flow in rotating cavity of aspect ratio 9, Proceedings of ISTP17, Japan
• 21. Tuliszka-Sznitko E., Zieliński A., 2006b, Numerical investigation of the transitional flow in co- and counter-rotating annular cavity, Journal of Theore- tical and Applied Mechanics, 44, 2, 405-421