Modele numeryczne turbulencji – źródła i dostosowanie do specyfiki aerologii górniczej

• Autorzy: Krawczyk J. , Janus J. , Głuch B. , Skotniczny P. , Ostrogórski P.

Warianty tytułu

EN

Numerical turbulencje models – sources and customizing to the specifics of the mining aerology

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono temat modelowania zjawisk turbulentnych w kopalniach podziemnych. Kopalnie podziemne ze względu na technologię wydobycia posiadają skomplikowaną sieć wentylacyjną. Dotychczas stosowane w wentylacji przemysłowej i nie tylko półempiryczne modele turbulencji posiadają stałe, które zostały określone w wyniku badań podstawowych dla geometrii odbiegających od tych spotykanych w górnictwie. Zastosowanie tego typu modeli umożliwia poszukiwanie rozwiązań dla wielu zagadnień, jednak kosztem konieczności sprawdzenia, czy dany model jest w stanie wystarczająco dobrze opisywać wybrane zagadnienia. Dla wentylacji kopalń podziemnych tego typu walidacje przeprowadzono w bardzo ograniczonym zakresie i nie wystarczają one do pełnej reprezentacji zjawisk występujących w wyrobiskach kopalnianych. W związku z tym pojawiła się potrzeba uaktualnienia lub rozszerzenia istniejących wartości stałych stosowanych w modelach numerycznych odpowiednich do geometrii wyrobisk górniczych. W artykule przeprowadzono przegląd dotychczas stosowanej metodyki określania stałych w wybranych modelach turbulencji na podstawie wyników badań eksperymentalnych typowych zagadnień przepływowych. Określono zarys analogicznego programu badań w zakresie wybranych zagadnień przepływowych charakterystycznych dla wentylacji kopalń.

EN

Paper presents discusses about turbulent phenomena modelling in underground mining which, due to the mining technology, has complicated ventilation network. So far, in industrial ventilation semi-empirical turbulence models have been used. These models use constants, which were determined as a result of basic research on geometries of shapes, which in most cases are different from the shapes of workings of underground mines. The use of this type of models helps in searching solutions for many problems, but results of numerical calculations should be checked if the given model is able to describe to selected issues well enough. For underground mine ventilation systems, the validations have been carried out to a very limited extent and they are not sufficient to fully represent phenomena occurring in mine drifts. Therefore, it is necessary to update or extend the existing constants values used in turbulence models to customize them to specific conditions of trhe flow in the workings of underground mines. Paper conatins a review of used methodology for determining constants in selected turbulence models based on results of typical flow problems investigations and an outline of planned studies.

Słowa kluczowe

PL

numeryczna mechanika płynów; turbulentny przepływ; modele turbulencji; stałe modelu k-ε; termoanemometry; anemometria obrazowa PIV

EN

computer fluid dynamics; turbulent flow; model of turbulence; k-ε constants; thermoanemometer; particle image velocimetry

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 20, nr 4
• Strony: 355--362
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Krawczyk J.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN; ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków

autor

Janus J.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN; ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków

autor

Głuch B.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN; ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków

autor

Skotniczny P.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN; ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków

autor

Ostrogórski P.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN; ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Chou P.Y., 1945: On velocity correlations and the solutions of the equations of turbulent fluctuations. Quarterely of Applied Mathematics.
• [2] Laufer J., 1953: The Structure of Turbulence in Fully Developed Pipe Flow. National Advisory Committee for Aeronautics, NACA, Washington.
• [3] Launder B.E., Morse A., Rodi W., Spalding D.B., 1973: Prediction of free shear flows a comparison of the performance of six turbulence models. Imperial College of Science and Technology.
• [4] Launder B.E., Spalding D.B., 1972: Lectures in Mathematical Models of Turbulence. Academic Press, London, England.
• [5] Launder B.E., Spalding D.B., 1974: The Numerical Computation of Turbulent Flows. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 3, p. 269-289.
• [6] Lemonis G., 1997: Three-Dimensional Measurement of Velocity. Velocity Gradients and Related Properties in Turbulent Flows Aerospace Science and Technology, no 7, p. 453-461.
• [7] Prandtl L., 1925: Uber die ausgebildete Turbulenz, Zamm, 5, p. 136.
• [8] Rodi W., 1972: The Prediction of Free Turbulent Boundary Layers by Use of Two-Equation Model of Turbulence. Ph.D. Thesis, University of London.
• [9] Vukoslavčević P.V., Wallace J.M., 2016: On the Accuracy of Measurement of Gradient Statitstics With Hot-Wire Probes. Thermal Science, 2016 (00), 116-116.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).