Analiza wpływu gęstości siatki numerycznej na wyniki symulacji ścieżki wirowej von Karmana

• Autorzy: Czapla B. , Rząsa M.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0010.4842

Warianty tytułu

EN

Analysis of influence of numerical mesh density on results of simulation of von Karman vortex street

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca zawiera badania numeryczne polegające na symulacji ścieżki wirowej von Karmana. Znajomość ścieżki wirowej stanowi istotne zagadnienie w projektowaniu przepływomierzy typu vortex. Jednym z istotnych elementów w symulacji numerycznej jest odpowiednia siatka obliczeniowa. W pracy przedstawiono wyniki numerycznej analizy wpływu gęstości siatki na wyniki symulacji. W obliczeniach numerycznych duży wpływ na poprawność wyników ma właściwe przygotowanie modelu do obliczeń pod względem doboru gęstości siatki. Wykazano, że gęstość siatki wpływa na jakość otrzymanych wyników. Jednak istnieje optymalna liczba elementów siatki, dla której dalsze zwiększanie jej elementów nie poprawia znacząco wyników symulacji. W pracy przedstawiono optymalne wartości liczbowe dla przykładowego generatora wirów.

EN

The paper includes numerical studies of simulating the von Karman vortex street. Knowledge of the vortex street is an important consideration in the design of vortex flowmeters. One of the important elements of the numerical simulation is suitable computational mesh. The paper presents the results of numerical analysis of the effect of mesh density on the simulation result. In numerical calculations a big impact on the correctness of results has the right to prepare a model for the calculation in terms of choice of mesh density. It has been shown that the density of the mesh affects the quality of the results. However be optimum number of elements of mesh, for which further increasing of its elements does not significantly improve results of simulation. In the paper presents the optimal numerical values for the exemplary vortex generator.

Słowa kluczowe

PL

przepływomierz wirowy; numeryczna mechanika płynów; model turbulencji; siatka obliczeniowa

EN

vortex flowmeter; CFD; turbulent model; computational mesh

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 7, nr 2
• Strony: 66--69
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Czapla B.

• Politechnika Opolska, Katedra Techniki Cieplnej i Aparatury Przemysłowej

autor

Rząsa M.

• Politechnika Opolska, Katedra Techniki Cieplnej i Aparatury Przemysłowej

Bibliografia

• [1] Achenbach E.: Distribution of local pressure and skin friction around a circular cylinder in cross-flow up to Re = 5×105. J. Fluid Mech. 34(4)/1968, 625–639.
• [2] Ansys Fluent Theory Guide 12.0, Ansys Inc., 2009.
• [3] Flaga A., Błazik-Borowa E., Podgórski J.: Aerodynamika smukłych budowli i konstrukcji prętowo-ciągnionych. Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin 2004.
• [4] Gandhi B.K., Singh S.N., Seshadri V., Singh J.: Effect of bluff body shape on vortex flow meter performance. Indian Journal of Engineering & Materials Sciences 11/2004, 378–384.
• [5] Igarashi T.: Fluid flow around a bluff body used for a Karman vortex flow meter. Proc. Of International Symposium on Fluid Control and Measurement Flucome Tokyo’85, 2-6 September 1985, Tokyo, 1017–1022.
• [6] Miau J.J., Liu T.W.: Vortex flowmeter designed with wall pressure measurement, Rev. Sci. Instrum. 61/1992, 2676–2681.
• [7] Mustafa S., Yavuz T.: Subcritical flow around bluff bodies, A.I.A.A. J. 40/2003, 1257–1268.
• [8] Nieto F., Hargreaves D.M, Owen J.S. & Hernández S.: On the applicability of 2D URANS and SST k – ω turbulence model to the fluid-structure interaction of rectangular cylinders. Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics 9(1)/2015, 157–173.
• [9] Norberg C.: Fluctuating lift on a circular cylinder: review and new measurements. J. Fluids Struct. 17/2003, 57–96.
• [10] Pankanin G.: Analiza zjawisk fizycznych występujących w przepływomierzu wirowym. Przegląd Elektroniczny 9a/2011, 121–126.
• [11] Pankanin G.: Przepływomierz wirowy – analiza zjawiska generacji wirów. Współczesne metody badań i wizualizacji ścieżki wirowej von Karmana. Prace naukowe. Elektronika, z. 168, OWPW, Warszawa 2009
• [12] Popiel C.O., Robinson D.I., Turner J.T.: Vortex shedding from a circular cylinder with a slit and concave rear surface. Applied Scientific Resaerch 51/2015, 209.
• [13] Pospolita J., Kabaciński M., Zamorowski R.: Właściwości metrologiczne i możliwości zastosowania przepływomierzy wirowych. Pomiary, Automatyka Robotyka 11/2007, 13–20.
• [14] Prasad A., Williamson C.H.K.: Three-dimensional effects in turbulent bluff body wakes. J. Fluid Mech. 343/1997, 235–265.
• [15] Shiba H.: A speed meter of new type. Trans. Japanese Shipbuilding 97/1960, 127–134.
• [16] Singh S.N. Seshadri V., Swaroop A.: Effect of size and shape of the bluff body on Strouhal number in pipe flow, 20th National Conf on FMFP, 1993.
• [17] Venugopal A., Amit Agrawal, Prabhu S.V.: Review on vortex flowmeter – Designer perspective. Sensors and Actuators A: Physical, 2011.
• [18] Wahed A.K.E., Johnson M.W., Sproston J.L.: Numerical study of ovortex shedding from different shaped bluff bodies. Flow Meas. Instrum. 4/1993, 233–240.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).