Численное моделирование переноса примеси в пограничном слое над вогнутой поверхностью

Abstract

Приведены результаты численного моделирования процессов развития продольных вихрей, возникающих в пограничном слое, который формируется в круговом течении Куэтта между вращающимися цилиндрами после остановки внешнего цилиндра. Инициализация вихрей осуществляется путем введения возмущений завихренности на заданном расстоянии от поверхности. Изучается процесс переноса примеси, в качестве которой рассматриваются пассивные маркеры. В заданный момент времени они дискретно располагаются вдоль трансверсальной координаты. Проведен анализ их перемещений под действием продольных вихрей в зависимости от времени. Показано, что они относительно быстро достигают верхней границы пограничного слоя, причем это происходит над вершинами "грибовидных" структур.

Представлено результати чисельного моделювання процесів розвитку поздовжніх вихорів, що виникають у примежовому шарі, який формується у круговій течії Куетта між циліндрами, що обертаються, після зупинки зовнішнього циліндру. Ініціалізація вихорів здійснюється шляхом введення збурень завихреності на заданій відстані від поверхні. Вивчається процес переносу домішок, в якості яких розглядаються пасивні маркери. У заданий момент часу вони дискретно розташовані вздовж трансверсальної координати. Проведено аналіз їхніх переміщень під дією поздовжніх вихорів у залежності від часу. Показано, що вони відносно швидко досягають зовнішньої границі примежового шару, причому це має місце над вершинами "грибоподібних" структур.

The results of numerical modeling of the development of steamwise vortices arising in a boundary layer that formed in circular Couette flow between rotating cylinders after stopping of the external cylinder are presented. Vortex initialization was realized by introducing of vorticity perturbations at given distance from wall. The process of admixture transport is studied, passive markers are considered as admixture. At given instant of time they were discretely distributed along transversal coordinate. Their displacements under effect of streamwise vortices in time are analyzed. It is found that they achieve the upper border of boundary layer rather fast though this is takes place under tops of "mushroom" structures.