Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Visualization and numerical simulation of three dimensional flow over a vertical pillar

Kudela Henryk, Strzelecka Katarzyna, Błoński Dominik

Rynek Energii

|

2021

|

Nr 1

81--89

EN

Flow past cylinder is a primary example used in fluid mechanics. Even despite the multitude of studies of this case the mechanism of boundary layer eruption behind a pillar is far from complete. Experimental and numerical investigation related to the flow past a vertical pillar in channel with free surface was presented in the paper. Hydrodynamic tunnel and investigation procedure was described. Qualitative research was performed with the use of visualization dye injection for four values of the Reynolds numbers. Different boundary layer eruption patterns behind the pillar were observed. For deeper analysis numerical simulation for the same Reynolds numbers using OpenFOAM software was performed. An attempt to explain flowpath images obtained in experimental research was made. Three-dimensional nature of vortices formed in the wake of pillar was shown with use of streamlines. It was pointed out that complication of the flow behind the pillar results from no-slip critical points on the bottom wall behind the obstacle.

PL

Opływ cylindra jest tematem szeroko omawianym w mechanice płynów. Pomimo wielu przeprowadzonych badań dla tego przypadku, mechanizm erupcji warstwy przyściennej za modelem filaru (cylindrem ustawionym pionowo w przepływie) nie został w pełni wyjaśniony. W artykule przedstawiono badania doświadczalne i numeryczne związane z opływem pionowego filaru w tunelu ze swobodnym zwierciadłem cieczy. Opisano tunel hydrodynamiczny i procedurę badawczą. Badania wizualizacyjne metodą barwnikową przeprowadzono dla czterech wartości liczb Reynoldsa. Zaobserwowano różne schematy erupcji warstwy przyściennej za filarem. W celu dokonania głębszej analizy, przeprowadzono symulację numeryczną dla tych samych liczb Reynoldsa przy użyciu oprogramowania OpenFOAM. Podjęto próbę wyjaśnienia obrazów uzyskanych w badaniach eksperymentalnych. Trójwymiarowy charakter wirów powstałych w następstwie opływu filara przedstawiono za pomocą linii prądu. Zwrócono uwagę, że struktura przepływu za filarem jest trójwymiarowa i złożona, co wynika z wystąpienia punktów krytycznych na ściance (dnie tunelu) za przeszkodą.

2

Numerical simulation of confined flows past obstacles – the comparative study of Lattice Boltzmann and Spectral Element Methods

Regulski W., Szumbarski J.

Archives of Mechanics

|

2012

|

Vol. 64, nr 4

423-456

EN

This paper concerns the Lattice Boltzmann Method (LBM) which has recently become alternative, computationally efficient tool to simulate a Newtonian fluid flow, especially in complex geometries. A series of benchmark two-dimensional simulations with the LBM are presented and analyzed in order to assess the impact of the LBM grid refinement on the results of the simulations. The considered cases include stationary and time-dependent flows past a circular or a 45-degree rotated square cylinder confined in the channel with parallel walls. Next, the same flow configurations are investigated by means of the Spectral Element Method (SEM) and obtained results are used to cross-validate both approaches. The sensitivity to the resolution of representation of the obstacle’s shape in the LBM simulations is of the main interest. Particular attention is paid also to the effects of compressibility of the flow. Additionally, for unsteady flows the transient flow characteristics are compared in detail: the velocity profiles from the LBM and SEM are presented and some non-dimensional characteristics such as Strouhal number of the compared von Karman vortex streets.

3

Vortex in cell method for exterior problems

Kudela H., Kozłowski T.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2009

|

Vol. 47 nr 4

779-796

EN

The ”vortex in cell” method was used to model the flow past a solid body. Problems connected with flows past a body belong to the category of exterior problems. The main difficulty here is to establish the boundary condition far from the body, to solve equations of motion on the numerical mesh. The mesh requires a limited calculation area and the boundary condition far from the body. A method of obtaining the accurate boundary condition in such flows was presented. Testing calculations were performed for the flow past a cylinder for a wide range of Reynolds numbers. The flow past an ellipse was also performed. A good agreement with experimental results and calculations of other researchers was obtained.

PL

Do obliczeń zastosowano metodę cząstek wirowych typu „wir w komórce”. Rzeczywisty obszar przepływu transformowano używając odwzorowania konforemnego. Opisano sposób wyznaczania zewnętrznego warunku brzegowego daleko od ciała, wykorzystując asymptotyczne własności rozwiązania równania Laplace’a. Wyniki numeryczne przedstawiono dla opływu walca w szerokim przedziale liczb Reynoldsa (550 < Re > 9500) oraz cienkiej elipsy. Obliczenia porównano z danymi eksperymentalnymi i wynikami numerycznymi innych badaczy, uzyskując bardzo dobrą zgodność.