Введение
Глава 1. Математические модели для описания турбулентных течений несжимаемой вязкой жидкости и конвективного теплообмена. Многоблочные вычислительные технологии (МВТ)
1.1. Запись исходных уравнений 14
1.2. Модели турбулентности для инженерных расчетов отрывных течений (обзор и краткий анализ) 16
1.3. Постановка сопряженных задач динамики твердого тела и гидродинамики окружающей среды :: 26
1.4. Граничные и начальные условия 28
1.5. Особенности разработанного неявного факторизованного алгоритма 31
1.6. Расчетные и связанные ячейки 45
1.7. Процедуры коррекции градиентов давления р и среднемассовой температуры Рт 52
Глава 2. Методические материалы по тестированию развитого многоблочного расчетного алгоритма и математических моделей 57
2.1. Верификация обобщенного расчетного алгоритма на задаче нестационарного обтекания профиля 57
2.2. Моделирование ламинарного циркуляционного течения в квадратной каверне с подвижной границей при высоких числах Рейнольдса 63
2.3. Численный анализ струйно-вихревой картины течения в прямоугольной траншее с подвижной крышкой 83
2.4. Верификация МВТ на основе сравнения результатов расчета при Re=40 начальной фазы нестационарного ламинарного обтекания кругового цилиндра с данными из атласа Ван-Дайка 91
2.5. Сравнительный анализ МВТ в VP2/3 и использования адаптивных сеток в FLUENT на примере нестационарного ламинарного обтекания цилиндра на автоколебательном режиме 96
2.6. Верификация развитого многоблочного алгоритма при моделировании ламинарного режима движения несжимаемой вязкой жидкости и теплообмена в коридорном пакете круглых труб 107
2.7. Выбор приемлемой для инженерных расчетов модели турбулентности
2.7.1. Комплексный анализ алгоритмов, сеточных структур и моделей турбулентно сти при расчете циркуляционного течения в каверне с помощью пакетов VP2/3 и FLUENT 110
2.7.2. Сравнение различных пакетов (VP2/3 и FLUENT) и нашедших наибольшее применение в инженерной практике полуэмпирических дифференциальных моделей турбулентности (MSST и SA) на задаче нестационарного двумерного обтекания кругового цилиндра 124
2.7.3. Сопоставление расчетных и экспериментальных осредненных коэффициентов относительной теплоотдачи по контуру кругового цилиндра 130
2.7.4. Тестовые исследования турбулентного течения и теплообмена в коридорном пакете труб, полученные на основе моделей MSST и SA 130
2.7.5. Сравнение результатов расчетов отрывного течения и теплообмена у стенки с траншеей с использованием моделей SA и MSST и данных экспериментов, проведенных в МВТУ им.Н.Э.Баумана. 132
2.7.6. Сопоставление результатов расчета обтекания мелкой лунки и данных экспериментов Г.И. Кикнадзе и др. для мелкой лунки 139
2.8. Обоснование приемлемости ПГУ для расчета теплообмена удаленного цилинд ра в трубном пакете 140
Глава 3. Обобщение материалов по численному моделированию теплообмена при поперечном обтекании одиночной трубы (кругового цилиндра) и пакета труб 147
3.1. Анализ конвективного теплообмена около кругового цилиндра 147
3.1.1. Ламинарный нестационарный теплообмен с температурной дорожкой за круговым цилиндром 147
3.1.2. Вихревая динамика и конвективный теплообмен при турбулентном нестационарном обтекании нагретого цилиндра в неограниченном потоке и в плоскопараллельном канале 151
3.2. Численный анализ теплообмена в пакете круговых цилиндров 171
3.2.1.Ламинарный режим обтекания 171
3.2.2. Турбулентынй режим обтекания 182
Глава 4. Численное моделирование вихревого теплообмена при обтекании двумерных и пространственных вогнутостей на плоских стенках. Анализ механизма вихревой интенсификации теплообмена в пакетах труб с нанесенными траншеями, лунками и с ребрами 186
4.1. Влияние на вихревую интенсификацию теплообмена глубины сферической
лунки на стенке узкого канала 186
4.2. Анализ механизма и влияния относительного глубины траншеи на сопротивление и интенсивность теплообмена 190
4.3. Сравнение сферической лунки и траншеи как элементов вихревой интенсификации теплообмена 199
4.4. Конструирование траншейных (асимметричных) лунок 210
4.5. Вихревой теплообмен в коридорном пакете труб с упорядоченными траншеями в ламинарном и турбулентном режиме течения 217
4.6. Численное моделирование теплообмена в коридорных пакетах оребренных труб 227
4.7. Расчет пакетов труб с нанесенными лунками 234
Глава 5. Использование МВТ для решения практических задач управления гидродинамическими и теплообменными характеристиками за счет вихревых и струйных генераторов : 240
5.1. Размешивание смеси жидкостей в цилиндрическом стакане за счет вращения лопасти с постоянной угловой скоростью 240
5.2. Аэродинамическое проектирование анализаторов концентрации паров ртути 240
5.3. Обоснование аэродинамического проектирования тел, снабженных системой управления обтеканием на основе встроенных вихревых ячеек 241
5.3.1. Моделирование нестационарного турбулентного обтекания толстого профиля с вихревыми ячейками при включении отсоса с поверхности центральных тел 244
5.3.2. Оценка влияния угла атаки на аэродинамические характеристики толстого профиля с ВЯ, а также его сравнение с тонкими профилями 248
5.3.3. Обоснование нетрадиционной схемы ветродвигателя с вращающимися лопастями с поперечным сечением в форме толстого профиля с вихревыми ячейками... 257
5.4. Анализ способа управления гидродинамическими и теплофизическими характеристиками в следе за телом за счет струйных генераторов на примере моделирования обтекания цилиндра с перфорированным кожухом 258
5.5. Снижение лобового сопротивления рельефа с траншеями и лунками 264
5.6. Моделирование колебаний физического маятника в квадратной каверне, заполненной вязкой жидкостью 272
Заключение 283
Список использованных литературных источников
