Математическое моделирование переноса примесей турбулентным пограничным слоем

Abstract

Предложена полуэмпирическая модель турбулентного пограничного слоя жидкости с неоднородным распределением по его толщине малых концентраций вводимых жидких либо мелкодисперсных примесей. Выполнены модификации алгебраической модели турбулентности, позволяющие учесть совместное воздействие на турбулентную вязкость комплекса переносимых потоком фаз с нормальным относительно обтекаемой поверхности градиентом концентрации каждой из них. Разработан безытерационный маршевый метод расчета многофазного пограничного слоя с учетом возможного воздействия переносимых фаз на параметры основного потока. Показана возможность и эффективность применения к реализации данного метода алгоритмов распараллеливания вычислений, выполнена оценка времени расчета на многопроцессорном компьютере. Приведены примеры тестовых расчетов турбулентных течений.

Запроповано напiвемпiричну модель турбулентного примежового шару з неоднорiдним розподiлом по його товщинi малих концентрацiй рiдких або дрiбнодисперсних домiшкiв, що вводяться. Виконано модифiкацiї алгебраїчної моделi турбулентностi, якi дозволяють врахувати сумiсний вплив на турбулентну в'язкiсть комплексу фаз, що переносяться потоком, з нормальним вiдносно обтiчної поверхнi градiєнтом концентрацiї кожної з них. Розроблено безiтерацiйний маршевий метод розрахунку багатофазного примежового шару з урахуванням можливого впливу фаз, що переносяться, на параметри основного потоку. Показано можливiсть i ефективнiсть застосування до реалiзацiї даного методу алгоритмiв розпаралелювання обчислень, виконано оцiнку часу розрахунку на багатопроцесорному комп'ютерi. Наведенi приклади тестових розрахункiв турбулентних течiй.

Semiempirical model of turbulent boundary layer with nonuniform distribution of little concentrations of an injected liquid or fine-disperse phase additives on the thickness has been elaborated. The modifications of algebraic model of turbulent viscosity are carried out. They have allowed to take into account the joint action of a complex of phases, which move under the influence of basic flow and modify flow characteristics. The general phenomena of these phases is normal to streamlined surfase gradient of their concentration. The without-iterational marching method of multiphase boundary layer has been carried out. The phenomena of elaborated method is an account of the moving phases influence on the basic flow parameters. The possibility and effectiveness of application in the frames of given method of a parallel processing algorithms is shown. The time of computations with the account of multiprocessor's computer architecture has been estimated. The examples of predictions of flow characteristics are presented.