Введение
1. Исходные положения 11
1.1 Обзор литературы по проблеме пленочного охлаждения 11
1.1.1 Введение в проблему 11
1.1.2 Экспериментальные данные 15
1.1.3 Опыт численного моделирования 21
1.2 Математическая модель 29
1.2.1 Определяющие уравнения 29
1.2.2 Модели турбулентности 31
2. Численное решение уравнений Навье-Стокса для течений несжимаемой жидкости и низкоскоростных течений газа 39
2.1 Предварительные замечания 39
2.2 Общие положения метода конечных объемов 40
2.3 Расчет стационарных и нестационарных течений с использованием метода искусственной сжимаемости 43
2.4 Численный метод, основанный на использовании блочпо-структурированных сеток и противопоточных схем 45
2.4.1 Преобразование координат 45
2.4.2 Пространственная дискретизация 47
2.4.3 Расчет поправок 49
2.5 Численный метод для расчетов на неструктурированных сетках 51
2.5.1 Структура данных 51
2.5.2 Пространственная дискретизация 53
2.5.3 Расчет поправок 59
3. Тестирование различных моделей турбулентности на трехмерной задаче, типичной для организации пленочного охлаждения 63
3.1 Предварительные замечания 63
3.2 Реализация и тестирование v -f модели турбулентности 64
3.2.1 Особенности реализации 64
3.2.2 Тестовые расчеты 66
3.3 Постановка трехмерной модельної! задачи пленочного охлаждения 73
3.4 Исследование сеточной сходимости 78
3.5 Результаты расчетов и обсуждение 80
4. Численный анализ вихревой структуры в окрестности струи, выдуваемой из наклонного отверстия и учет эффектов анизотропии в моделях турбулентности 88
4.1 Приложение метода DES .88
4.1.1 Предварительные замечания 88
4.1.2 Процедура генерации крупных вихрей в набегающем на струю пограничном слое 89
4.1.3 Результаты расчетов модельной конфигурации пленочного охлаждения с олповремсннои генерацией крупных вихрей в набегающем на струю пограничном слое 93
4.2 Анализ вихревой структуры в окрестности струи на основе метода DNS 99
4.3 Применение модели рейнольдсовых напряжений 108
4.4 Разработка подхода для учета анизотропии турбулентности в ближнем поле струи 109
5. Результаты расчетов на неструктурированных сетках 112
5.1 Предварительные замечания 112
5.2 Тестирование неструктурированного кода 112
5.3 Расчет адиабатической эффективности охлаждения на торцевой поверхности етаториой решетки 116
Заключение 121
Литература 123
