Прямой расчет турбулентных течений в эксцентрических трубах

Разработан вычислительный алгоритм решения уравнений Навье–Стокса для несжимаемой жидкости в криволинейных ортогональных координатах. Метод основан на центрально-разностной дискретизации по пространству и полунеявном методе Рунге–Кутты 3-го порядка точности для интегрирования по времени. Дискретная система уравнений наследует ряд свойств исходных дифференциальных уравнений, в частности, свойство нейтральности конвективных членов и градиента давления в производстве кинетической энергии. Метод применяется для прямого расчета турбулентных течений в канале между двумя эксцентрическими цилиндрами. В проведенных расчетах при $\operatorname{Re}=4000$ (число Рейнольдса $\operatorname{Re}$ вычисляется через среднюю скорость и гидравлический диаметр) обнаружено два возможных типа течения в зависимости от геометрических параметров. В течении одного типа турбулентные пульсации наблюдаются по всему сечению трубы, включая область самой узкой части зазора, где локальное число Рейнольдса составляет лишь около 500. В течении другого типа возникает разделение на области турбулентного движения (в широкой части зазора) и ламинарного (в узкой части зазора). Библ. 30. Фиг. 7. Табл. 1.