|
Программирование
Mathematical modelling of vortex generation process in the flowing part of the vortex flowmeter and selection of an optimal turbulence model
[Математическое моделирование вихреобразования в проточной части расходомера, выбор оптимальной модели турбулентности]
A. L. Kartashev, A. A. Krivonogov South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation
Аннотация:
Статья посвящена математическому
моделированию процессов, происходящих в проточной части вихревого
расходомера при помощи конечно-элементных методов. Актуальность
обусловлена недостатком информации по этому направлению на данный
момент.
Проведен анализ современных источников информации по
исследованию процессов нестационарного вихреобразования и других
гидрогазодинамических эффектов в проточной части вихревого
расходомера и подобных устройствах. Приведено краткое описание
процесса вихреобразования за телом обтекания, расположенном в
трубопроводе круглого сечения. Приведены основные критерии
работоспособности изделия.
Рассмотрены различные математические модели для описания
турбулентных течений в трубах с препятствием, проанализированы
программные пакеты, на базе которых возможно моделирование
нестационарных турбулентных течений. Проточная часть была
смоделирована в программном комплексе ANSYS в модуле CFX для
жидкости и газа, с применением различных подходов к
математическому моделированию. В статье приводится краткое
описание по основным настройкам расчетной области, по построению
сетки и заданию начальных и граничных условий. Для верификации
численных расчетов проводились физические эксперименты на
проливочных установках и на газовом стенде. Для этого были
изготовлены и протестированы образцы, соответствующие численным
моделям.
По результатам исследований было установлено, что наиболее
оптимальным подходом, с точки зрения точности и времени расчета,
при численном моделировании процессов вихреобразования (дорожки
Кармана) в вихревом расходомере является использование осредненной
по Рейнольдсу системы уравнений Навье–Стокса, которая
замыкается при помощи моделей турбулентности $k-{\varepsilon}$,
что подтверждается сравнением с экспериментом.
Ключевые слова:
математическое моделирование; вихревые расходомеры; модель турбулентности; тело обтекания; проточная часть.
Поступила в редакцию: 09.05.2016
Образец цитирования:
A. L. Kartashev, A. A. Krivonogov, “Mathematical modelling of vortex generation process in the flowing part of the vortex flowmeter and selection of an optimal turbulence model”, Вестн. ЮУрГУ. Сер. Матем. моделирование и программирование, 9:4 (2016), 105–116
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/vyuru348 https://www.mathnet.ru/rus/vyuru/v9/i4/p105
|
Статистика просмотров: |
Страница аннотации: | 151 | PDF полного текста: | 49 | Список литературы: | 31 |
|