The paper gives the results of the Direct Numerical Simulation (DNS) and Large Eddy simulation (LES) which were performed to investigate the 3D transitional non-isothermal flows within a rotor/stator cavity. A Lagrangean version of the dynamic Smagorinsky eddy viscosity model was used. Computations were performed for the cavity of the aspect ratio L=3.0-5.0, curvature parameters Rm=1.8-5.0, for the Reynolds number Re=(1.0-2.5)105 and for defferent Prandtl numbers. The results were obtained for coupled momentum and thermal transport in the rotor/stator cavity flows. The obtained distributions of the turbulent heat flux tensor components, the Reynolds stress tensor components, the turbulent Prandtl numer and other structural parameters coincide with the experimental data (published in the literature).
PL
W atykule przedstawiono wyniki symulacji przepływu (z wymianą ciepła) w obszarze pomiędzy stojanem i wirnikiem oraz dwoma pierścieniami uzyskane z zastosowaniem metod DNS i LES. Badania przeprowadzono dla rozciagłości obszaru L=3.0-5.0 oraz dla współczynnika krzywizny Rm=1.8-5.0. Badano struktury niestabilnościowe występujące w warstwie przyściennej wirnika i stojana oraz profile osiowe naprężeń reynoldsowskich, fluktuacji temperatury, turbulentnej liczby Prandtla, profile parametrów strukturalnych i korelacyjnych. Obliczenia przeprowadzono dla różnych liczb Reynoldsa i Prandtla. Uzyskane rozwiązania porównano z wynikami badań eksperymentalnych Elkinsa i Eatona (2000) uzyskanymi podczas badania przepływu wokół pojedynczego wirującego dysku podgrzewanego jednorodnym strumieniem. Rezultaty badań porównywano również z wynikami uzyskanymi dla dwuwymiarowych turbulentnych warstw przyściennych.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the present paper we summarized our numerical investigations on the flow with heat transfer in rotating cavity performed by DNS (Direct Numerical Simulation) and LES (Large Eddy Simulation). We considered different geometrical configurations and different flow and thermal conditions. All presented computations have been performed in Poznań Supercomputing and Networking Center. The objective of our investigations was to analyze the coherent structures of transitional and turbulent flows and to compute statistical parameters, i.e. turbulent heat fluxes, the Reynolds stress tensor components, the turbulent Prandtl number and others. In the LES we used a version of the dynamic Smagorinsky eddy viscosity model proposed by Meneveau et al. (A Lagrangian dynamic subgrid-scale model of turbulence, J. Fluid Mech., vol. 319, 1996), in which the Smagorinsky coefficient at a given position x depends on the history of the flow along the fluid particle pathline.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
An algorithm for the Large Eddy Simulation, with subgrid modelling based on the spectral Chebyshev-Fourier approximation, is developed for the investigation of 3D turbulent and transitional non-isothermal flows within a rotor/stator cavity. In LES we use a version of the dynamic Smagorinsky eddy viscosity model in which the Smagorinsky coefficient at a given position x depends on the history of the flow along the fluid particle pathline. Computations are based on the efficient pseudo-spectral Chebyshev-Fourier method (S. HUGUES, A. RANDRIAMAMPIANINA, An improved projection scheme applied to pseudospectral methods for the incompressible Navier-Stokes equations, Int. J. Numer. Methods Fluids, 28, 501, 1998). To demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm, computations were performed for the cavity of aspect ratio L = 5 and results were compared favorably with the experimental data taken from literature.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the this paper our results on the natural convection in an enclosed rotating cavity are presented. We have focused our attention on the influence of the Rayleigh and Taylor numbers on the flow structure. DNS computations have been performed for the geometry of aspect ratio L=9 and curvature parameter Rm=1.5.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.