Аннотация:
С использованием SST-($k{-}\omega$)-модели турбулентности выполнен численный анализ параметров турбулентного пограничного слоя и исследована возможность уменьшения поверхностного трения на плоской пластине путем микрообдува воздухом. Макромасштабные характеристики большого количества микроструй определяются с использованием модели микропористой стенки, встроенной в пакет ANSYS FLUENT с помощью пользовательских функций. Получены результаты численных расчетов при значениях числа Маха $\mathrm{M}=0{,}2\div0{,}5$ и значениях числа Рейнольдса $\mathrm{Re}=2{,}88\cdot 10^6\div 7{,}20\cdot 10^6$.
Алгоритм позволяет достаточно точно описать незначительное увеличение толщины пограничного слоя, толщины вытеснения и толщины потери импульса, а также уменьшение градиента скорости и сдвигового трения. Показано, что при числе Маха $\mathrm{M}=0{,}4$ и доле вдуваемого воздуха, равной $0,008$, применение микрообдува пластины воздухом позволяет уменьшить коэффициент поверхностного трения на $51 \%$ по сравнению со случаем обтекания плоской пластины. При увеличении доли вдуваемого воздуха и числа Маха коэффициент поверхностного трения уменьшается.
Ключевые слова:уменьшение сопротивления, микрообдув, активное управление потоком, турбулентный пограничный слой, плоская пластина.
Поступила в редакцию: 10.06.2021 Исправленный вариант: 28.06.2021 Принята в печать: 26.07.2021
Образец цитирования:
Х. Н. Хабошан, Э. Юсефи, Е. Своркан, “Анализ турбулентного пограничного слоя и возможности уменьшения поверхностного сопротивления на плоской пластине с использованием микрообдува”, Прикл. мех. техн. физ., 63:3 (2022), 62–74; J. Appl. Mech. Tech. Phys., 63:3 (2022), 425–436
\RBibitem{KhaYouSvo22}
\by Х.~Н.~Хабошан, Э.~Юсефи, Е.~Своркан
\paper Анализ турбулентного пограничного слоя и возможности уменьшения поверхностного сопротивления на плоской пластине с использованием микрообдува
\jour Прикл. мех. техн. физ.
\yr 2022
\vol 63
\issue 3
\pages 62--74
\mathnet{http://mi.mathnet.ru/pmtf52}
\crossref{https://doi.org/10.15372/PMTF20220307}
\elib{https://elibrary.ru/item.asp?id=48659597}
\transl
\jour J. Appl. Mech. Tech. Phys.
\yr 2022
\vol 63
\issue 3
\pages 425--436
\crossref{https://doi.org/10.1134/S0021894422030075}
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/pmtf52
https://www.mathnet.ru/rus/pmtf/v63/i3/p62
Эта публикация цитируется в следующих 10 статьяx:
Xiaofei Liu, Zhongchao Zhao, Cong Li, Jiahui Ding, Xiaojun Pu, “Investigation of local flow and heat transfer of supercritical LNG in airfoil channels with different vortex generators using field synergy principle”, Applied Thermal Engineering, 242 (2024), 122424
Lu Qin, Depu Lu, Haoran Zheng, Chengen Wang, Wei Dong, “A new stacking model method to solve an inverse flow and heat coupling problem for aero-engine turbine blades”, Case Studies in Thermal Engineering, 56 (2024), 104209
Hasan Najafi Khaboshan, Farzad Jaliliantabar, Abdul Adam Abdullah, Satyam Panchal, Amiratabak Azarinia, “Parametric investigation of battery thermal management system with phase change material, metal foam, and fins; utilizing CFD and ANN models”, Applied Thermal Engineering, 247 (2024), 123080
V. I. Kornilov, A. A. Pivovarov, A. N. Popkov, “Towards Flow Visualization in the Region of Air Blowing through the Perforated Section of a Body of Revolution”, jour, 19:1 (2024), 80
Feng Han, Lingyang Wang, Yi Song, Junkui Mao, “Numerical investigation on flow and heat transfer characteristics of impingement/swirl cooling structures in a turbine blade leading edge”, International Journal of Heat and Fluid Flow, 108 (2024), 109474
Weilong Guang, Qiang Liu, Ran Tao, Quanwei Liang, Ruofu Xiao, “Research on the influence of labyrinth ring configuration on runaway characteristics of pump-turbines”, Journal of Energy Storage, 101 (2024), 113945
Jintao Niu, Jiansheng Wang, Xueling Liu, Jiarui Gong, Liwei Dong, “The influence of micro-blowing/suction on flow and heat transfer characteristics in a rectangular channel”, Physics of Fluids, 36:10 (2024)
В. И. Корнилов, А. Н. Попков, “Состояние и перспективы исследований возможности управления турбулентным пограничным слоем с помощью вдува воздуха на теле вращения (обзор)”, Прикл. мех. техн. физ., 65:2 (2024), 4–26; V. I. Kornilov, A. N. Popkov, “State of the art and prospects of investigating the possibility of turbulent boundary layer control with the use of air blowing on a body of revolution (review)”, J. Appl. Mech. Tech. Phys., 65:2 (2024), 183–201
Jintao Niu, Jiansheng Wang, Xueling Liu, Jiarui Gong, Liwei Dong, “Micro-suction and micro-blowing on channel flow: Large eddy simulation of velocity normalization, root-mean-square velocity fluctuations, and Reynolds stress”, International Journal of Green Energy, 2024, 1
Yong Luan, Yu Rao, Hongjie Yan, “Experimental and numerical study of swirl impingement cooling for turbine blade leading edge with internal ridged wall and film extraction holes”, International Journal of Heat and Mass Transfer, 201 (2023), 123633