Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 2013

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: validation of CFD codes

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Eksperymentalna weryfikacja modeli CFD stosowanych w wentylacji kopalń

Branny M., Karch M., Wodziak W., Jaszczur M., Nowak R., Szmyd J.

Przegląd Górniczy

2013

T. 69, nr 5

73--82

Przedmiotem badań jest walidacja wybranych modeli CFD przy przepływie powietrza przez laboratoryjny model skrzyżowania przewodów w kształcie litery T. Stanowisko laboratoryjne przedstawia uproszczony model skrzyżowania ściany z chodnikiem wentylacyjnym. Uproszczenia dotyczą zarówno geometrii obiektu jak i warunków przepływu. W pracy testowano trzy modele turbulencji: standardowy model k-ε, jego modyfikację k-ε realizable oraz model naprężeń Reynoldsa (RSM). Pomiar składowych wektora prędkości wykonano metodą SPIV (Stereo Particle Image Velocimetry). Wyniki pomiarów porównano z obliczeniami. Żaden z testowanych modeli turbulentnych nie odzwierciedla dokładnie wyników eksperymentu w strefach objętych przepływem recyrkulacyjnym (rys. 2c,d÷rys. 5c,d). Największe różnice pomiędzy pomiarami i obliczeniami występują w strefie wnęki C (rys. 1). W strefie wnęki modele lepkościowe – standardowy k-ε i k-ε realizable – przeszacowują mierzone wartości składowych wzdłużnych wektora prędkości, podczas gdy model naprężeń Reynoldsa niedoszacowuje mierzone wartości prędkości. W znacznej części strefy wylotowej B (rys. 1) uzyskano zadowalającą zgodność pomiędzy pomiarami a obliczeniami, natomiast istotne różnice występują w prognozowanym i mierzonym zasięgu strefy recyrkulacji. Z przeprowadzonych badań wynika, że rezultaty najbliższe do wartości mierzonych uzyskano przy stosowaniu modelu RSM.

This paper presents the results of experimental and numerical study of air flow through the system of T-shape ventilation ducts. The laboratory model is a certain simplification of the real crossing of longwall and ventilation gallery (Fig.1). The simplifications refer both to the object’s geometry and the air flow conditions. An analysis has been performed to validate three turbulent models: standard k-ε, k- ε realizable and Reynolds Stress Model (RSM). Stereo Particle Image Velocimetry (SPIV) method was used to measure the velocity vector components. The experimental results have been compared with the results of numerical simulations. Neither of the tested models provided fully satisfactory results for the examined flow in the recirculation zones (Fig.2 c,d ÷ Fig.5 c,d). The large differences between the measured and calculated velocity field occurred in the cavity zone C (Fig.1). The viscosity models, the standard k-ε and k-ε realizable over-predict the measure value of streamwise components of velocity in this zone while the RSM model underestimates the measure value of velocity. Compatibility was achieved between all three turbulence model predictions and measurements in the outflow section B (Fig.1), however considerable differences were observed in the separation zone. The RSM model provides most accurate predictions in the examined flow domain.

Experimental and numerical analysis of the air flow in T-shape channel flow

Szmyd J., Branny M., Karch M., Wodziak W., Jaszczur M., Nowak R.

Archives of Mining Sciences

2013

Vol. 58, no. 2

333--348

This paper presents the results of experimental and numerical investigations of air flow through the crossing of a mining longwall and ventilation gallery. The object investigated consists of airways (headings) arranged in a T-shape. Maintained for technological purposes, the cave is exposed particularly to dangerous accumulations of methane. The laboratory model is a certain simplification of a real longwall and ventilation gallery crossing. Simplifications refer to both the object’s geometry and the air flow conditions. The aim of the research is to evaluate the accuracy with which numerical simulations model the real flow. Stereo Particle Image Velocimetry (SPIV) was used to measure all velocity vector components. Three turbulence models were tested: standard k-ε, k-ε realizable and the Reynolds Stress Model (RSM). The experimental results have been compared against the results of numerical simulations. Good agreement is achieved between all three turbulence model predictions and measurements in the inflow and outflow of the channel. Large differences between the measured and calculated velocity field occur in the cavity zone. Two models, the standard k-ε and k-ε realizable over-predict the measure value of the streamwise components of velocity. This causes the ventilation intensity to be overestimated in this domain. The RSM model underestimates the measure value of streamwise components of velocity and therefore artificially decreases the intensity of ventilation in this zone. The RSM model provides better predictions than the standard k-ε and k-ε realizable in the cavity zone.

Przedmiotem badań jest walidacja wybranych modeli CFD (Computational Fluid Dynamics) przy przepływie powietrza przez laboratoryjny model skrzyżowania kanałów w kształcie litery T. Stanowisko laboratoryjne przedstawia uproszczony model skrzyżowania ściany z chodnikiem wentylacyjnym. Przyjęto, że przepływ powietrza jest ustalony i izotermiczny. Dla tych warunków z równości liczb Reynoldsa w modelu i obiekcie rzeczywistym wynika warunek podobieństwa uśrednionych pól prędkości (przy załozeniu nieściśliwości powietrza). Pomiar składowych wektora prędkości wykonano metodą SPIV (Stereo Particle Image Velocimetry). W pracy testowano trzy modele turbulencji: standardowy model k-ε, jego modyfikację k-ε „realizable” oraz model naprężeń Reynoldsa (Reynolds Stress Model). Obliczenia numeryczne dla warunków identycznych jak w eksperymencie wykonano przy zastosowaniu programu FLUENT. Zadawalającą zgodność pomiędzy pomiarami i obliczeniami wszystkimi trzema modelami turbulencji uzyskano w kanałach zarówno po stronie dopływu jak i wypływu strumieniem powietrza ze skrzyżowania. Natomiast w strefie wnęki żaden z testowanych modeli nie wykazał pełnej zgodności z wynikami eksperymentalnymi. Do oszacowania dokładności z jaką symulacje numeryczne odwzorowują przepływ rzeczywisty w strefie wnęki wykorzystano wskaźnik charakteryzujący czas zaniku cząstek znacznikowych wprowadzonych do przepływu. Obliczenia wykonano dla dwóch modeli turbulencji: standardowego k-ε oraz modelu RSM. Czas potrzebny do rozrzedzenia początkowej koncentracji gazu znacznikowego do określonego poziomu - w przedziale koncentracji względnej od 0,3 do 0,1 - uzyskany z obliczeń standardowym modelem k-ε jest krótszy o 32%-27% od czasu wynikającego z pomiarów podczas gdy model RSM przeszacowuje wartości mierzone wartości koncentracji gazu o 18%-27%. Dwa z testowanych modeli, mianowicie standardowy k-ε i k-ε „realizable” przeszacowują mierzone wartości składowych wzdłużnych wektora prędkości. Konsekwencją tego jest sztuczne zawyżenie intensywności wentylacji we wnęce. Z kolei model RSM niedoszacowuje mierzone wartości składowych wzdłużnych wektora prędkości co powoduje zaniżenie rzeczywistej intensywności wentylacji tej strefy. Z przeprowadzonych badań wynika, że w obszarze wnęki rezultaty uzyskane modelem RSM są bliższe do wartości mierzonych niż prognozowane standardowym modelem k-ε i modelem k-ε „realizable”.