PL
 |
EN
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Powiadomienia systemowe
  • Sesja wygasła!

Znaleziono wyników: 10

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  vortex method
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
1
Content available Random vortex method in numerical analysis of 2D flow around circular cylinder
Kostecki S.
Studia Geotechnica et Mechanica
|
2014
|
Vol. 36, nr 4
57--63
EN
A combination of the vortex method and the boundary element method is used here to predict the two-dimensional flow field around a circular cylinder. Cylindrical structures experience strong hydrodynamic loading, due to vortex detachment from the both sides of cylinder during the flow. Thus, the practical meaning of such calculation is significant particularly in offshore oil and gas engineering as well as in the bridge and hydraulic structure engineering. This paper presents the mathematical formulation of the vortex method for the velocity and vorticity field calculation. The calculated velocity and vorticity fields are then used to predict the pressure distribution on the cylinder surface by the boundary element method. The resulting pressure on the cylinder, the Strouhal number and the length of the base recirculation zone are compared with solutions of other numerical methods and experiments, and a good agreement is achieved.
2
Content available remote A 4th-Order Staggered Compact Finite Difference Method for the Three-Dimensional Incompressible Navier-Stokes Equations
Abide S., Chesneau X., Zeghmati B.
Machine Dynamics Research
|
2011
|
Vol. 35, No. 1
7-18
EN
The objective of this work is the developement and assessment of a fourth-order compact scheme for the three-dimensional unsteady incompressible viscous flows. The equations of the flow are discretized on a staggered grid and using fourth-order compact scheme for the three directions. The accuracy of the method is demonstrated in the Taylor-Green vortex problem. Finally, the turbulent natural convection in a vertical channel is investigated to validate the numerical methods.
3
Content available remote Numerical analysis of hydrodynamic forces due to flow instability at lift gate
Kostecki S. W.
Archives of Civil and Mechanical Engineering
|
2011
|
Vol. 11, no 4
943-961
EN
A numerical method, being a combination of the vortex method and the boundary element method, is used here to predict the two-dimensional flow field in the vicinity of an underflow vertical lift gate. In practice, tunnel-type flat-bottomed lift gates experience strong hydrodynamic loading, due to vortex detachment from the gate bottom edge, and near-wake velocity fluctuations. This paper presents a stream function, and velocity and vorticity distributions for two gate gaps. The vortex detachment mechanism is described and the vortex shedding frequency, expressed as a Strouhal number, is presented. The predicted velocity and vorticity fields are then used to calculate the pressure distribution on the gate surface by the boundary element method. The time histories of the lift and drag coefficients are presented. The proposed numerical method has been validated by the measurements of the downpull coefficient for the flow around the lift gate.
PL
W pracy przedstawiono numeryczną metodę wynikającą z połączenia metody wirów i metody elementów brzegowych do określenia dwuwymiarowego pola prędkości pod zamknięciem zasuwowym. W praktyce, zamknięcia w spustach dennych, pracujące jako ciśnieniowe są poddane silnym obciążeniom dynamicznym, wynikającym z odrywania się wirów od dolnej krawędzi zamknięcia i fluktuacji pola prędkości w strumieniu za zamknięciem. W artykule przedstawiono funkcję prądu, pole prędkości i wirowości dla dwóch poziomów otwarcia zasuwy. Przedstawiono mechanizm odrywania wirów i podano częstość tego zjawiska, wyrażoną za pomocą liczby Strouhala. Obliczone pola prędkości i wirowości zostały następnie wykorzystane do obliczenia rozkładu ciśnienia na powierzchni zamknięcia metodą elementów brzegowych. Zaprezentowano również przykładowe przebiegi czasowe współczynnika siły unoszenia i oporu. Wyniki symulacji numerycznych zweryfikowano na podstawie cytowanych w literaturze pomiarów współczynnika siły ssania działającej na zamknięcie zasuwowe.
4
Content available remote Calculation of the force on solid body in the unsteady flow of incompressible fluid
Poćwierz M., Styczek A.
Archives of Mechanics
|
2010
|
Vol. 62, nr 2
103-119
EN
In the paper, a special method to compute the aerodynamic force is presented. This method is especially addressed to the calculation while both the velocity and vorticity fields are found as a result of the vortex method application. In the case of vortex method, the vorticity field is shown as a sum of contributions given by a large number of the vorticity carriers. These carriers of vorticity move and change, but the vorticity distribution given by each of them is known. It means that both the vorticity and induced velocity field connected with them are easy to determine. The velocity field may also contain any potential component. This component assures the fulfillment of the asymptotic condition, and cancels the normal component of the velocity on the rigid body surface [15]. As it is known, the aerodynamic force may be calculated by using the basic definition, but in this case the boundary values of pressure and vorticity or derivatives of velocity field have to be found beforehand. These values are difficult to determine and their properties can be inconvenient. Quartapelle and Napolitano [12] introduced a special method of aerodynamic force calculation. This method does not require any surface integrals. Instead, the areas integrations are held. The integrands consist of vorticity and velocity fields only. The pressure field is excluded by special harmonic projection. The numerical experiment shows that the method of Quartapelle and Napolitano requires improvement in case of complicated, rapidly changing velocity and vorticity fields and the approximation of these fields in the neighborhood of the body not being perfect. However, if the concept of Quartapelle and Napolitano is applied to the area located outside the big sphere surrounding the body and containing the sources of vorticity, where velocity and vorticity fields have suitable properties (which permits to perform analytical calculations), we will get a simple formula for the aerodynamic force. This formula is not limited by additional properties of the pressure and velocity and vorticity fields. The numerical results are in relatively good agreement with the experimental data.
5
Content available 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.
6
Content available remote Numerical modelling of flow through moving water-control gates by vortex method. Part II - calculation result
Kostecki S. W.
Archives of Civil and Mechanical Engineering
|
2008
|
Vol. 8, no 4
39-49
EN
Computational results are presented for uniform approach flow past emergency gate model, placed in a 2-D channel with free water surface, for two cases: (I) fixed gate and (2) gate moving perpendicular to the water flow. The calculations were made in the dimensionless system, for the assumed Reynolds number Re = 10. The velocity field and vorticity field were determined by vortex method. On this basis the pressure distribution profile and hydrodynamic force were determined by means of boundary elements method. The vortex structures and the evolution of vortex shedding are illustrated by velocity field of vortex blobs for both cases - fixed and movable gate. We also presented the distribution of the pressure coefficient alongside the gate edge as well as the derivative lift and drag coefficients. The average force coefficients agree very well with the experimental values. The movement of downward of the gate substantially increases the calculated value of the lift coefficient.
PL
Zaprezentowano wyniki obliczeń numerycznych przepływu równomiernego przez model zamknięcia awaryjnego, umieszczonego w 2-wymiarowym kanale ze swobodną powierzchnią wody, dla dwóch przypadków: (1) zamknięcia nieruchomego i (2) przemieszczającego się w kierunku prostopadłym do kierunku prędkości wody. Obliczenia wykonano w układzie bezwymiarowym dla przyjętej liczby Reynoldsa Re = 10. Pole prędkości i wirowości określane było przez rozwiązanie metody wirów, na ich podstawie wyznaczany był rozkład ciśnienia i siła hydrodynamiczna za pomocą metody elementów brzegowych. Struktury wirowe i ewolucja ścieżki wirowej zostały zilustrowane za pomocą pola prędkości kropel wirowych dla obydwu przypadków - nieruchomego i ruchomego zamknięcia. Przedstawiono również rozkład współczynnika ciśnienia wzdłuż krawędzi zamknięcia oraz wynikające z niego współczynniki siły unoszenia i oporu. Uśredniona wartość tych współczynników pozostaje w dużej zgodności z wynikami badań eksperymentalnych. Ruch zamknięcia ku dołowi istotnie zwiększa obliczoną wartość współczynnika siły unoszenia.
7
Content available remote Numerical modelling of flow through moving water-control gates by vortex method. Part I - problem formulation
Kostecki S. W.
Archives of Civil and Mechanical Engineering
|
2008
|
Vol. 8, no 3
73-89
EN
A vortex method for simulating a flat flow within moving complex boundaries is presented. Thanks to the use of Lagrange variabies (the trajectories of vortex particles) to determine the evolution of vorticity and velocity fields the method offers the possibility of modelling high Reynolds number flows. A procedure for formulating boundary conditions for flows confined by a moving impervious boundary, consisting in the superposition of three velocity fields: the first originating from the vortex particles, the second being a potential field satisfying the no-through-flow boundary condition and the third one resulting from the fact that the vortex sheet is modelled along the impervious boundaries and satisfying the no-slip-flow condition, is described. The original derivation of,a formula for vortex sheet intensity, based on the single layer potential theory and leading to the formulation a second-kind Fredholm equation for vortex sheet intensity, is presented. This paper is the first part of a work covering the theoretical foundations and general description of the vortex method algorithms and boundary conditions. An example illustrating the computation of the vorticity and velocity fields of the flow through a moving hydraulic gate will be provided in the second part of the work.
PL
Zaprezentowano metodę wirów dyskretnych dla symulacji płaskiego przepływu ograniczonego złożonymi ruchomymi brzegami. Zaletą tej metody jest możliwość modelowania przepływu z dużą liczbą Reynoldsa, dzięki wykorzystaniu zmiennych Lagrange'a - trajektorii cząstek wirowych do wyznaczania ewolucji pól wirowości i prędkości. Przedstawiono sposób formułowania warunków brzegowych dla przepływów ograniczonych nieprzepuszczalnym i ruchomym brzegiem, polegający na superpozycji trzech pół prędkości. Pierwszego, pochodzącego od cząstek wirowych, drugiego potencjalnego spełniającego warunek brzegowy no-through-flow oraz trzeciego wynikającego z modelowania warstwy wirowej wzdłuż brzegów nieprzepuszczalnych spełniającego warunek no-slip-flow. W niniejszej pracy przedstawiono oryginalne wyprowadzenie formuły na wyznaczanie natężenia warstwy wirowej na podstawie teorii potencjału warstwy pojedynczej prowadzące do sformułowania równania Fredholma drugiego rodzaju dla natężenia warstwy wirowej. Niniejsza praca stanowi część pierwszą, obejmującą podstawy teoretyczne i ogólny opis algorytmów metody wirów oraz warunków brzegowych. Przykład obliczenia pól wirowości i prędkości Przepływu przez zamknięcie wodne znajdujące się w ruchu zostanie przedstawiony w drugiej części pracy.
8
Content available Investigation of unsteady vorticity layer eruption induced by vortex patch using vortex particles method
Kudela H., Malecha Z. M.
Journal of Theoretical and Applied Mechanics
|
2007
|
Vol. 45 nr 4
785-800
EN
The study of eruption of the vortex boundary layer phenomenon due to motion of the patch of vorticity above the wall is presented here. The vortex particle method is chosen to investigate the phenomenon. It shows the eruptive character of the vortex induced boundary layer. Such visualization is possible through the use of the vortex particle method. Description of the numerical method is given. The obtained numerical results are confronted with the numerical and analytical data of other researchers, conforming to a great extent wit h the conclusions.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań numerycznych zjawiska erupcji warstwy wirowej wywołanej przejściem skoncentrowanej struktury wirowej w pobliżu ściany. Do badań wybrano metodę cząstek wirowych. Pokazano erupcyjny charakter warstwy przyściennej indukowanej przez łatę wirową. Przedstawiono dokładny opis prezentowanej metody numerycznej. Omówiono mechanizm formowania się osobliwości w warstwie przyściennej. Wyniki numeryczne skonfrontowano z wynikami badań analityczno-numerycznymi innych badaczy. Przedstawione wyniki numeryczne dobrze potwierdziły hipotezy dotyczące natury erupcji warstwy. Zweryfikowały tym samym niezwykłą przydatność do badania tego typu zjawisk metody cząstek wirowych.
9
Content available remote Method of calculation of normal force on propeller at angle of attack by simplifed vortex method.
Strzelczyk P.
Archive of Mechanical Engineering
|
2004
|
Vol. LI, nr 4
515-531
EN
In the paper, the author presents a certain approach to the calculation of performance of the propeller exposed to inclined inflow conditions. The method presented in the paper employs the results of vortex of propeller for avaraged velocity field as well as momentum and angular momentum theorem for the propeller wake. The blade element in the model is regarded as a source of tangential and axial force. Thanks to the approximation of lift force coefficient vs. angle of attack by sine curve one can get a quadric equation for local, axial velocity component. The approach allows us to avoid an interative solution for the induced velocities. The tangential induced velocity may be calculated from the relations obtained from vortex theory of propeller. A profile drag is incorporated to the calculation when the value of inflow angle is known. The presented method was compared with available data for propeller operating at angle of attack and in the axial inflow. The comparison showed good agreement with experimental data for the trust and power coefficients for a wide range of advance ratios and blade settings, and angles of attack ranging from 0-15 degrees.
PL
W pracy przedstawiono praktyczną metodę wyznaczania charakterystyk aerodynamicznych śmigieł w warunkach napływu skośnego. Zastosowana metoda łączy wyniki uproszczonej metody wirowej z zasadą zachowania pędu i momentu pędu dla przepływu ośrodka idealnego. Dzięki przybliżeniu współczynnika siły nośnej sinusoidą uzyskano zamkniętą postać wzorów na prędkości indukowane. Wyniki obliczeń uzyskane na podstawie przedstawionego w pracy modelu matematycznego zostały porównane z dostępnymi danymi doświadczalnymi. Porównanie to pokazało bardzo dobrą zgodność obliczeniowych charakterystyk ciągu, mocy i siły normalnej z wynikami pomiarów w przypadku kątów natarcia śmigła w przedziale 0-15 stopni i dla szerokiego zakresu kątów nastawienia łopat. Dzięki swej prostocie opisywania metoda może być z powodzeniem stosowana w praktycznych obliczeniach charakterystyk aerodynamicznych śmigieł.
10
Content available Computational study of the wake control problem
Protas B.
Journal of Theoretical and Applied Mechanics
|
1999
|
nr 1
13-27
EN
In the paper we are concerned with the problem of flow control. We consider two-dimentional (2D) turbulent wake flows past rotating obstacles where the control objective is to minimize the drag force. Results of numerical simulations are presented which indicate that substantial drag reduction can be obtained using an open-loop algorithm. This finding is compared with available experimental data. In the second part of the paper we derive a rigorous feedback method for optimal flow control.
PL
W pracy badany jest problem sterowania przepływem. Rozważanyjest dwuwymiarowy turbulentny opływ obracającej się przeszkody. Celem sterowania jest minimalizacja siły oporu. Przedstawione wyniki stymulacji numerycznych dowodzą, że istotne efekty można uzyskać przy pomocy algorytmów "otwartych". Fakt ten potwierdzają również dostępne dane eksperymentalne. W drugiej części pracy sformułowany jest algorytm sprzężenia zwrotnego oparty o teorię sterowania optymalnego.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.