Численное моделирование турбулентных потоков на основе современных моделей турбулентности

Проводится сравнение новой двухжидкостной модели турбулентности с другими RANS-моделями для различных турбулентных потоков: смешение двух потоков, течение в плоском диффузоре и осесимметричная несжимаемая дозвуковая струя. В качестве RANS-моделей рассмотрены наиболее популярные модели, способные адекватно описывать сложные турбулентные течения. Сравнения моделей проводятся не только по точности полученных результатов, но и по расходу вычислительных ресурсов для реализации этих моделей. Поэтому вычислительный алгоритм для всех моделей был одинаковым и для достижения стационарных решений использован метод установления, т.е. интегрирования нестационарных уравнений. Для численной реализации систем гидродинамических уравнений использована конечно-разностная схема, где вязкостные члены аппроксимировались центральной разностью неявным образом, а для конвективных членов использовалась явная схема против потока второго порядка точности. На каждом временном шаге коррекция для скоростей проводилась через давление по процедуре SIMPLE. Для оценки адекватности полученные численные результаты сопоставлены с известными экспериментальными данными. Сравнения численных результатов показали, что двухжидкостная модель проста в реализации, требует меньше вычислительных ресурсов, чем другие RANS-модели, и способна с большой точностью предсказывать турбулентные течения.
Библ. 33. Фиг. 9.