МОДЕЛИРОВАНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА МОЛЕКУЛЯРНОЙ ВЯЗКОСТИ ВЯЗКОПЛАСТИЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ В ТУРБУЛЕНТНЫХ ТЕЧЕНИЯХ
Турбулентные течения неньютоновских вязкопластических жидкостей в трубах и кольцевых каналах встречаются во многих промышленных установках и поэтому имеют большое практическое значение. Однако отсутствие замкнутой модели турбулентности для таких жидкостей не позволяет их моделировать. Принципиальной трудностью описания данных течений является нелинейная зависимость коэффициента молекулярной вязкости от скорости деформации. Для решения задачи необходимо построить модель осредненного коэффициента молекулярной вязкости. Формулированию такой модели и посвящена настоящая работа. Задача решается в рамках подхода Рейнольдса с использованием низко-рейнольдсовой двухпараметрической k-? - модели турбулентности. В предложенной модели коэффициент осредненной вязкости неявным алгебраическим образом связан со средней скоростью деформации и со средней скоростью диссипации турбулентной энергии. Для определения значений средней молекулярной вязкости используется двухшаговый итерационный алгоритм, интегрированный в численный алгоритм решения уравнений Рейнольдса. Тестовые расчеты выполнены для установившихся турбулентных течений степенной жидкости и жидкости Гершеля–Балкли в прямой круглой трубе. Полученные расчетные данные сопоставлялись с результатами прямого численного моделирования. Предложенная модель позволяет правильно описать снижение турбулентного переноса импульса с уменьшением показателя степени среды и с увеличением предельного напряжения. Получено хорошее предсказание распределений осредненного коэффициента вязкости как в пограничном слое, так и в ядре течений.
Авторы
Тэги
Тематические рубрики
Предметные рубрики
В этом же номере:
Резюме по документу**
Рудяк2
Турбулентные течения неньютоновских вязкопластических жидкостей в трубах и кольцевых
каналах встречаются во многих промышленных установках и поэтому имеют большое
практическое значение. <...> Однако отсутствие замкнутой модели турбулентности для
таких жидкостей не позволяет их моделировать. <...> Принципиальной трудностью описания
данных течений является нелинейная зависимость коэффициента молекулярной вязкости
от скорости деформации. <...> Для решения задачи необходимо построить модель осредненного
коэффициента молекулярной вязкости. <...> В предложенной модели
коэффициент осредненной вязкости неявным алгебраическим образом связан со средней
скоростью деформации и со средней скоростью диссипации турбулентной энергии. <...> Для определения значений средней молекулярной вязкости используется двухшаговый
итерационный алгоритм, интегрированный в численный алгоритм решения уравнений
Рейнольдса. <...> Тестовые расчеты выполнены для установившихся турбулентных течений
степенной жидкости и жидкости Гершеля–Балкли в прямой круглой трубе. <...> Предложенная модель позволяет правильно описать снижение турбулентного переноса
импульса с уменьшением показателя степени среды и с увеличением предельного напряжения. <...> Получено хорошее предсказание распределений осредненного коэффициента вязкости
как в пограничном слое, так и в ядре течений. <...> Ключевые слова: неньютоновские жидкости, вязкопластические среды, модель турбулентности,
вычислительная гидродинамика, коэффициент молекулярной вязкости, метод
контрольного объема, уравнения Рейнольдса. <...> MODELING OF MOLECULAR VISCOSITY COEFFICIENT
OF VISCOPLASIC FLUIDS IN TURBULENT FLOWS
2Novosibirsk State University of Architecture and Civil Engineering,
valery.rudyak@mail.ru
1Institute of Thermophysics of SB RAS, gavand@yandex.ru
Gavrilov A.A. <...> 2
Turbulent flows of non-Newtonian viscoplastic fluids in pipes and annular channels are realized
in many commercial plants and therefore they are very important from the practical point of view. <...> The mean molecular
viscosity implicitly depends on the mean strain rate and turbulent dissipation rate. <...> А.А. Гаврилов, В.Я. Рудяк
Reynolds equations a low-Reynolds turbulence k-ε model is used. <...> Test calculations were <...>
** - вычисляется автоматически, возможны погрешности
Похожие документы: