Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of the turbulence model on the heat ventilation analysis in a box prototype

Benguesmia Hani, Bakri Badis, Driss Zied, Ketata Ahmed, Driss Slah

Diagnostyka

|

2020

|

Vol. 21, No. 3

55--66

EN

Investigations of the flow in a building system are crucial for understanding the fundamental basis of the aerodynamic structure characteristics. The CFD simulations were conducted using ANSYS Fluent 17.0 software, which solves the Navier-Stokes equations in conjunction with different turbulence models and by a finite volume discretization method. Particularly, a comparison between the experimental and standard k-ω, BSL k-ω, SST k-ω, standard k-ɛ, RNG k-ɛ and Realizable k-ɛ turbulence model has been developed. The comparison between the founded results affirms that the standard k-ω turbulence model is the most efficient to model the air flow in the present application. Indeed, the numerical results compared using the experimental data developed in the LASEM laboratory confirms the validity of the numerical method. The good agreements validate the considered computational method.

2

Prezentacja wstępnych wyników badań i symulacje przepływu w chodniku Kopalni Doświadczalnej Barbara ukierunkowanych na dobór modeli turbulencji

Krawczyk Jerzy, Głuch Bartłomiej, Janus Jakub, Skotniczny Przemysław, Hildebrandt Robert

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2019

|

T. 21, nr 1-4

61--73

PL

Artykuł przedstawia wyniki prac nad doborem optymalnych modeli turbulencji, opisujących przepływ powietrza kopalnianego w chodnikach wykonanych w obudowie łukowej. Poszukiwany jest opis, który zapewni zadowalającą dokładność symulacji przy możliwie niskim zapotrzebowaniu na moc obliczeniową. W ramach badań ukierunkowanych na dobór modeli turbulencji kontynuowano przegląd literatury oraz badania in-situ. Opracowano rodzinę modeli numerycznych przepływu powietrza w chodniku KD Barbara, w którym zespół IMG-PAN prowadził pomiary prędkości przepływu przy pomocy termoanemometrów i metanoanemometrów. Modele te wykorzystują metodę objętości skończonej i modele turbulencji k-e, k-ωSST, SAS i GEKO. Wykonano szereg obliczeń z zastosowaniem wybranych modeli turbulencji. Przeprowadzono analizę warunków przepływowych w miejscu pomiarów. Porównano wyniki pomiarów i symulacji. Na podstawie uzyskanych wyników sformułowano plany dalszych eksperymentów in-situ.

EN

The article presents the results of work on the selection of optimal turbulence models describing the flow of mine air in airways with arched roof support. A description is sought that will ensure satisfactory simulation accuracy with the lowest possible computing power demand. As part of research aimed at selecting turbulence models, literature review and in-situ research were continued. A family of numerical models of air flow in the KD Barbara gallery, in which the IMG-PAN team carried out measurements of flow velocity using thermoanemometers and metanoanemometers was developed. These models use the finite volume method and k-e, k-wSST, SAS and GEKO turbulence models. A number of calculations were made using the selected turbulence models. An analysis of the flow conditions at the measurement site was carried out. Measurement and simulation results were compared. Based on the results obtained, plans for further in-situ experiments could be formulated.

3

Hybrid techology of flue gas denitrification system. Part 1 - preliminary studies of flow turbulence and pressure drop in the elements of rotary air heater baskets

Kwiczala Andrzej, Wejkowski Robert, Jagodzińska Katarzyna

Journal of Power Technologies

|

2019

|

Vol. 99, nr 2

98--103

EN

The paper presents the results of physical and numerical tests of fluid flow through the filling of a rotary air heater (RAH). A laboratory-scale test bench was used to measure flow resistance across a fragment of a RAH. Seven types of RAH modules were tested-one steel and six ceramic (as catalyst carriers). The relationship between pressure drop and velocity (Renumber) of flow was used to deduce the flow characteristics for each of the RAH modules tested. Measurements carried out on the test bench were used to create a substitute mathematical model, which in the CFD code Ansys Fluent enables accurate mapping of pressure drop and velocity distribution full fit to the real flow conditions. Numerical calculations were used to validate measurements for an alternative model, to create guidelines for the substitute model of the porous zone and to optimize application checking the correctness of created guidelines for simplified calculations. Flow simulations were performed for various turbulence models. Results were compared to the test-bench measurements to determine the best adjustment for this specific type of reverse flow inside the air duct. This research is part of an ongoing research project: “Hybrid Technology of Flue Gas Denitrification System in Steam and Hot Water Boilers”. The aim of the project is to investigate the concept of using rotary air heater fillings as a carrier for catalytic coatings to reduce nitrogen oxides. In the further part of the research project, the replacement porous zone substitute models will make it possible to precisely calculate the entire RAH and will significantly reduce the calculation time as the basis for further project work.

4

Modele numeryczne turbulencji – źródła i dostosowanie do specyfiki aerologii górniczej

Krawczyk J., Janus J., Głuch B., Skotniczny P., Ostrogórski P.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2018

|

T. 20, nr 4

355--362

PL

W artykule omówiono temat modelowania zjawisk turbulentnych w kopalniach podziemnych. Kopalnie podziemne ze względu na technologię wydobycia posiadają skomplikowaną sieć wentylacyjną. Dotychczas stosowane w wentylacji przemysłowej i nie tylko półempiryczne modele turbulencji posiadają stałe, które zostały określone w wyniku badań podstawowych dla geometrii odbiegających od tych spotykanych w górnictwie. Zastosowanie tego typu modeli umożliwia poszukiwanie rozwiązań dla wielu zagadnień, jednak kosztem konieczności sprawdzenia, czy dany model jest w stanie wystarczająco dobrze opisywać wybrane zagadnienia. Dla wentylacji kopalń podziemnych tego typu walidacje przeprowadzono w bardzo ograniczonym zakresie i nie wystarczają one do pełnej reprezentacji zjawisk występujących w wyrobiskach kopalnianych. W związku z tym pojawiła się potrzeba uaktualnienia lub rozszerzenia istniejących wartości stałych stosowanych w modelach numerycznych odpowiednich do geometrii wyrobisk górniczych. W artykule przeprowadzono przegląd dotychczas stosowanej metodyki określania stałych w wybranych modelach turbulencji na podstawie wyników badań eksperymentalnych typowych zagadnień przepływowych. Określono zarys analogicznego programu badań w zakresie wybranych zagadnień przepływowych charakterystycznych dla wentylacji kopalń.

EN

Paper presents discusses about turbulent phenomena modelling in underground mining which, due to the mining technology, has complicated ventilation network. So far, in industrial ventilation semi-empirical turbulence models have been used. These models use constants, which were determined as a result of basic research on geometries of shapes, which in most cases are different from the shapes of workings of underground mines. The use of this type of models helps in searching solutions for many problems, but results of numerical calculations should be checked if the given model is able to describe to selected issues well enough. For underground mine ventilation systems, the validations have been carried out to a very limited extent and they are not sufficient to fully represent phenomena occurring in mine drifts. Therefore, it is necessary to update or extend the existing constants values used in turbulence models to customize them to specific conditions of trhe flow in the workings of underground mines. Paper conatins a review of used methodology for determining constants in selected turbulence models based on results of typical flow problems investigations and an outline of planned studies.

5

An evaluation of turbulence model for vortex breakdown detection over delta wing

Wibowo S. B., Sutrisno, Rohmat T. A.

Archive of Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. LXV, nr 3

399--415

EN

An important phenomenon of delta wing is the mechanism of vortex core, which indicates the increase in lifting force until the occurrence of the vortex breakdown. The computational ﬂuid dynamics (CFD) is very helpful in visualizing and providing analysis of the detailed data. The use of turbulent models will aﬀect the quality of results in obtaining the vortex breakdown phenomenon. This study used several models of turbulence to capture the occurrence of vortex breakdown and compare it with experiments using water tunnel test facility. The results show that all turbulence models give good results at a low angle of attack (AoA), but at a high AoA the DES model gives the results closest to experimental ones with Cl error value of about 1 %. Taking into account the time required and the acceptable level of accuracy, the use of SST and k-ω models is an alternative option for use in the detection of vortex breakdown.

6

Modelowanie numeryczne CFD w badaniach i projektowaniu rozdziału powietrza w pomieszczeniach wentylowanych

Lipska B., Palmowska A., Ciuman P., Koper P.

Instal

|

2015

|

nr 3

33--43

PL

Celem artykułu było przedstawienie możliwości wykorzystania techniki numerycznej mechaniki płynów CFD w wentylacji i klimatyzacji oraz związanych z tym problemów i sposobów ich rozwiązania. W artykule scharakteryzowano metodę numerycznego prognozowania przepływu i ciepła CFD. Przedstawiono problemy specyficzne dla jej zastosowania do badania przepływów wentylacyjnych: modelowanie turbulencji przepływu, możliwości odwzorowania geometrii modelowanego pomieszczenia, dobór odpowiedniej siatki dyskretyzacji, sposoby zadawania warunków brzegowych, w tym przede wszystkim w otworach nawiewnych. Pokazano pochodzące z badań własnych autorów przykłady zastosowania tej techniki do badań i projektowania rozdziału powietrza wentylacyjnego: – badania rozkładu parametrów powietrza w istniejącym obiekcie, – badania warunków komfortu cieplnego w istniejącym lub projektowanym obiekcie, opracowanie koncepcji poprawy warunków cieplno-wilgotnościowych w istniejącym obiekcie, – sprawdzenia różnych koncepcji rozdziału powietrza w projektowanym obiekcie, – badania wpływu różnych czynników na warunki panujące w wentylowanym obiekcie.

EN

The purpose of this paper was to present the possibilities of using technique of numerical fluid dynamics CFD in ventilation and air-conditioning, as well as, related problems and ways to solve them. The paper described numerical method of air and heat flow prediction CFD. It introduced the problems that are specific to its application for studying the ventilation flows: the modelling of flow turbulences, capabilities of mapping geometry of the modeled room, the selection of an appropriate discretization grid, methods of setting boundary conditions, especially in the inlets. The examples, derived from the authors own researches, of use of this technique for the research and design of ventilation air distribution are presented: – study of air parameters distribution in the existing facility, – study of the thermal comfort conditions in the existing or proposed facility, – development of the concept of improving thermal-moisture conditions in the existing facility, – examination of the various concepts of air distribution in proposed facility, – study of the effect of various factors on the conditions prevailing in the ventilated facility.

7

Numerical simulation of NO production in a pulverized coal fired furnace

Straka R., Makovička J., Beneš M.

Environment Protection Engineering

|

2011

|

Vol. 37, nr 2

13-22

EN

Behaviour of air-coal mixture has been described using the Navier-Stokes equations for the mixture of air and coal particles, accompanied by the turbulence model. The undergoing chemical reactions are described by the Arrhenius kinetics (reaction rate proportional to exp(-E/RT) ). Heat transfer via conduction and radiation has also been considered. The system of partial difference equations is discretized using the finite volume method and the advection upstream splitting method as the Riemann solver. The resulting ordinary differential equations are solved using the 4th order Runge-Kutta method. Results of simulation for typical power production level are presented together with the air staging impact on NO production.

8

Symulacje numeryczne przepływu turbulentnego przez kanał silnie zakrzywiony z wykorzystaniem różnych modeli turbulencji RANS

Kuczkowski M.

Zeszyty Naukowe. Cieplne Maszyny Przepływowe - Turbomachinery / Politechnika Łódzka

|

2007

|

nr 131

51-60

PL

Praca stanowi część przygotowywanej rozprawy doktorskiej dotyczącej zastosowania metody LES do symulacji numerycznej turbulentnego przepływu przez kanał silnie zakrzywiony. W celu wybrania najodpowiedniejszej metody symulacji przeprowadzono symulacje przepływu z wykorzystaniem różnych modeli turbulencji (k-ω, SST, SSG). Wyniki symulacji zostały zestawione z wynikami pomiarów dostępnymi w literaturze.

EN

The presented work is a part of the PhD dissertation which concerns an application of the LES method to simulate a turbulent flow through the strongly curved duct. For comparison, simulations of the turbulent flow with different RANS turbulence models (k-ω, SST, SSG) were conducted. The obtained simulation results are referred to the measurements reported in the literature.

9

Numeryczne badanie przepływu w 1.5 stopniowej turbinie z wykorzystaniem 3 modeli turbulencji

Karczewski M., Błaszczak J.

Zeszyty Naukowe. Cieplne Maszyny Przepływowe - Turbomachinery / Politechnika Łódzka

|

2007

|

nr 131

79-88

PL

Celem pracy było trójwymiarowe numeryczne zobrazowanie zjawisk przepływowych w 1.5-stopniowej turbinie modelowej Instytutu Napędów Odrzutowych i Maszyn Przepływowych w Nadreńsko-Westfalskiej Wyższej Szkole Technicznej (IST RWTH Aachen) w Akwizgranie (Niemcy). Do badań wykorzystano udoskonaloną wersję kodu obliczeniowego Panta Rhei, stworzonego przez niemiecki Instytut, a uzyskane wyniki obliczeń porównano z pomiarami eksperymentalnymi.

EN

The object of this study was an investigation of flow phenomena in a cold air turbine built at the Institute of Jet Propulsion and Turbomachinery at Aachen Technical University (IST RWTH Aachen, Germany). The said turbine was studied previously both experimentally and numerically with the IST's flow solver called Panta Rhei. Since that time certain improvements, computational-wise, were implemented in the code. In order to test them, new simulation runs were conducted.

10

Turbulentny przepływ gazu w wypełnieniach o złożonej geometrii

Tobiś J.

Prace Wydziału Inżynierii Chemicznej i Procesowej Politechniki Warszawskiej

|

2004

|

Vol. 29, z. 1/2

3--135

PL

Eksperymentalne i numeryczne badania turbulentnego przepływu powietrza przeprowadzono w modelowych wypełnieniach, zbudowanych z kuł i różnych, aczkolwiek ściśle zdefiniowanych przegród. Umieszczone między kulami przegrody spełniały rolę promotorów lub inhibitorów turbulencji. Lokalną prędkość gazu oraz strukturę turbulencji wewnątrz modelowych układów badano przy użyciu termoanemometru, podczas gdy ilość przepływającego gazu i spadek jego ciśnienia mierzono za pomocą zwężki i mikromanometrów. Numeryczne symulacje turbulentnego przepływu gazu wykonano równolegle w trzech skalach przestrzennych. Charakterystyczne asymetrie rozkładów gęstości prawdopodobieństwa lokalnie zmierzonych fluktuacji prędkości gazu aproksymowano modelem uzasadniającym powiązanie kształtu tych rozkładów z kształtem profilu prędkości gazu uśrednionej w czasie. Z kolei, przestrzenne rozkłady tej prędkości oraz spadek ciśnienia gazu w reprezentatywnych fragmentach wypełnień pseudohomogenicznych wyliczono z użyciem standardowego modelu ^epsilon. Natomiast, modelowanie turbulentnego przepływu gazu w wypełnieniach tworzących bardziej złożone struktury przestrzenne przeprowadzono stosując model pseudohomoge-niczny lub makrokorelacje. Efektywność hybrydowej metody modelowania turbulentnych przepływów potwierdzono porównując wyniki numerycznych symulacji i doświadczeń wykonanych w każdej z wyróżnionych skal. Pokazano na wielu modelowych przykładach, w jaki sposób rozkład prędkości gazu i spadek jego ciśnienia zależą od kształtu i przestrzennego ułożenia poszczególnych elementów wypełnień niejednorodnych.

EN

The experimental and numerical investigations of air turbulent flow were performed in the model packings consisting of spheres and different obstacles of precisely defined shapes. The inserts played the role of turbulence promoters or inhibitors. The flow rate and the pressure drop within the model packings were measured using an orifice and micro-manometers, whereas the local gas velocity distribution and the turbulence structure were investigated using an thermo-anemometer. Numerical simulations were performed at three spatial scales. The characteristic shapes of the probability density distributions of measured flow fluctuations were approximated using a model indicating the relationship between the shapes of these distributions and the shape of the gas velocity profile averaged in time. Next, the flow patterns and pressure drop within representative units of pseudo--homogenous packings were numerically simulated using the standard /:-epsilon model. In the case of more complex packing structures a combined method of turbulent flow modelling was applied using the pseudo-homogenous model or macro-correlations. The measured and numerically predicted flow parameters reveal an acceptable level of agreement. As a result, the manner in which the pressure drop and the gas velocity distribution depend on the packing complex geometry has been presented.