Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numeryczna symulacja turbulentnego przepływu przez kanał z wygięciem o 90° z wykorzystaniem metody LES i RANS

Kuczkowski M.

Zeszyty Naukowe. Cieplne Maszyny Przepływowe - Turbomachinery / Politechnika Łódzka

|

2009

|

nr 136

43-56

PL

W pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznych turbulentnego (Re=40.000) przepływu nieściśliwego czynnika, bez wymiany ciepła na ściankach kanału, przez kanał o przekroju kwadratowym z wygięciem o kat 90°. Do przeprowadzenia symulacji użyto programu ANSYS CFX. Wykorzystano metody LES i RANS z modelowaniem naprężeń Reynoldsa SSG (Speziale, Sarkar, Gatski). Uzyskane rezultaty porównano z wynikami pomiarów dostępnymi w literaturze.

EN

An incompressible, isothermal turbulent water flow (Re = 40,000) in the square sectioned curved duct was investigated numerically. The duct had a 90-degree bend. The ANSYS CFX code was used for all computations. Numerical simulations were conducted with a LES and a RANS approach with Reynolds Stress SSG (Speziale, Sarkar, Gatski) turbulence model. The obtained results were compared with the measurements reported in the literature.

2

Numerical modelling of metallurgical processes using LES

Baake E., Umbrashko A., Jakovics A.

Archives of Electrical Engineering

|

2005

|

Vol. 54, nr 4

425-437

EN

Comprehensive knowledge of the heat and mass transfer processes in the melt of induction furnaces is required to realize efficient and reliable melting and casting processes. Experimental and numerical studies of the melt flow in induction furnaces show that the flow pattern, which comprise several vortexes of the mean flow, and the temperature distribution in the melt are significantly influenced by low-frequency large scale flow oscillations. The experimental and numerical investigations of the turbulent melt flow are carried out in various laboratory and industrial sized induction furnaces, like induction crucible furnace and induction furnace with cold crucible. Two-and three-dimensional hydrodynamic calculations of the melt flow, using two-equation turbulence models based on Reynolds Averaged Navier-Stokes approach, do not predict the large scale periodic flow instabilities obtained from the experimental data. That's why the Large Eddy Simulation (LES) numerical technique, which is considered to be some kind of compromise between the k-epsilon model with relative low mesh quality requirements and Direct Numerical Simulation (DNS) method based on non-averaged Navier-Stokes equations, was approved to be an alternative for the various k-epsilon model modifications. The results of the transient 3D LES simulation of the turbulent melt flow revealed the large scale periodic flow instabilities and the temperature distribution in the melt, which both are in good agreement with the expectations based on the data from the experiments. In order to investigate convective scalar transport mechanism in the considered flow the discrete particle tracing approach has been carried out. The studies, presented in this paper, content the numerical simulation of turbulent melt flow of experimental and industrial size induction furnaces and demonstrate the possibility of using the three-dimensional transient LES approach for successful simulation of heat and mass transfer processes in metallurgical applications.

PL

Pełna wiedza na temat wymiany ciepła i masy w trakcie topienia metali w piecach indukcyjnych jest niezbędna do uzyskania efektywności i niezawodnego przebiegu procesów topienia i odlewania metali. Analiza numeryczna i badania doświadczalne ruchu metalu w piecu indukcyjnym pokazują, że model ruchu metalu uwzględniający szereg wirów głównego przepływu oraz rozkład temperatury w w kąpieli metalowej są silnie uzależnione od oscylacji przepływu o małej częstotliwości. Badania doświadczalne i numeryczne turbulentnego ruchu metalu zostały przeprowadzone w różnych laboratoryjnych i przemysłowych piecach indukcyjnych takich jak: klasyczne piece indukcyjne tyglowe, piece indukcyjne z zimnym tyglem. Dwuwymiarowe i trójwymiarowe obliczenia hydrodynamiczne ruchu metalu uzyskane przy wykorzystaniu modelu turbulencji składającego się z dwóch równań opartych na zmodyfikowanej metodzie Naviera-Stokesa nie pozwalają przewidzieć dużych niestabilności przepływu uzyskiwanych podczas badań doświadczalnych. Z tego powodu technika numeryczna LES, która jest swego rodzaju kompromisem pomiędzy modelem k-epsilon ze stosunkowo niewielkimi wymaganiami co do gęstości siatki a modelem DNS opartym o równania Naviera- Stokesa została wykorzystana jako metoda alternatywna do obliczeń różnych modyfikacji modelu k-epsilon. Wyniki trójwymiarowej symulacji turbulentnego ruchu metalu uzyskane metoda LES ujawniają duże okresowe niestabilności przepływu. Pozwalają także wyznaczyć rozkład temperatury w metalu. W obu przypadkach osiągnięto zadowalającą zbieżność wyników obliczeń i pomiarów. Aby zbadać mechanizm transportu konwekcyjnego w rozpatrywanym przepływie wprowadzono metodykę trasy pojedynczej cząsteczki. Badania przedstawione w pracy obejmują symulację numeryczną na stanowiskach doświadczalnych i przemysłowych z piecami indukcyjnymi oraz pokazują możliwość wykorzystania metody LES do symulacji procesów wymiany ciepła i masy w zastosowaniach metalurgicznych.

3

Comparison between 2D and 3D supersonic shear layer calculations using les method

Iourokina I.

Research Bulletin / Warsaw University of Technology, Institute of Aeronautics and Applied Mechanics

|

2001

|

nr 11

111-118

EN

A numerical method for a direct simulation of the large-scale turbulence is proposed based on the Smagorinsky model of subgrid-scale turbulence. 2D and 3D numerical modeling of supersonic shear layer using the given method at the Alpha XL 266 workstation is presented. Numerical and experimental results are compared and an analysis of this comparison is given as well. A special attention is paid to a significant difference between 2D and 3D calculations and the reason for this difference is discussed. The possibility of using a personal computer in such calculations is investigated. In particular, the processing time and virtual memory used are estimated for each calculation.

4

Współczesne tendencje deterministycznego opisu turbulencji - metoda LES

Chmielniak T., Drobniak S.

Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska

|

2000

|

z. 14

17-26

PL

W pracy przedstawiono współczesny stan badań w zakresie deterministycznego opisu turbulencji z zastosowaniem metody LES (arge Eddy Simulation). Omówiono ograniczenia tradycyjnego modelowania turbulencji opartego na ujęciu stochastycznym, które stały się powodem podjęcia prac zmierzających do rozwoju metod deterministycznego opisu turbulencji. Wykazano, że niedostateczne nadal możliwości obliczeniowe najszybszych nawet obecnie komputerów ograniczają możliwości uzyskania w pełni deterministycznych rozwiązań DNS (Direct Numerical Simulation) do zakresu niewielkich liczb Reynoldsa. Dlatego też w niniejszej pracy przedstawiono podstawy intensywnie obecnie rozwijanej techniki LES (Large Eddy Simulation), która wydaje się być rozsądnym kompromisem między dążeniem do uzyskania w pełni deterministycznych rozwiązań równania Naviera-Stokesa a możliwościami obliczeniowymi współrzędnych komputerów.

EN

The paper presents contemporary developments in the field of deterministic description of turbulence with special reference to Large Eddy Simulation (LES) methods. The limitations of conventional turbulence modelling based on stochastic methodology have been discussed and the reasons for development of deterministic approach were outlined. It has been shown that the computational power of the fastest available computers restrict the possible DNS (Direct Numerical Simulation) solutions to the range of small Reynolds numbers. Finally the basic assumptions have been formulated for the LES formalism, that seem to offer the reasonable compromise between the tendency towards the deterministic solution of Navier-Stokes equations and the existing computational resources