NUMERICAL SIMULATION OF SWIRLING FLOWS WITH SEPARATION ZONES
NUMERICAL SIMULATION OF SWIRLING FLOWS WITH SEPARATION ZONES
DOI:
https://doi.org/10.22337/2587-9618-2026-22-1-65-73Keywords:
swirling flows, coaxial flows, finite difference method, recirculation zones, vortex breakdown, effective parametersAbstract
Проведено численное исследование осесимметричных закрученных течений вязкой жидкости при умеренных числах Рейнольдса. Математическая модель основана на использовании полной системы уравнений Навье-Стокса, записанной в переменных функции тока, завихренности и азимутальной скорости. Сформулированы краевые задачи для течений с различной конфигурацией. Численное решение проводится конечно-разностным методом установления с применением схемы Леонарда третьего порядка точности для аппроксимации конвективных членов в уравнениях переноса и метода неполной редукции при решении уравнения Пуассона. Получены картины линий тока и распределения скоростей в потоке. Результаты сравниваются с имеющимися экспериментальными данными. Рассмотрена возможность использования полученных результатов для анализа турбулентных течений за счет введения эффективных параметров.
References
Gupta A.K, Lilley D.G, Syred N. Swirl Flows 1984 (Abacus Press)
Kutateladze S.S., Volchkov E.P., Terekhov V.I. Aerodynamics and heat and mass exchange in bounded vortex flows. Novosibirsk: Institute of thermophysics, 1987. 283 p. (in Russian).
Ahmetov V.K., Volshanik V.V., Zujkov A.L., Orekhov G.V. Modelirovanie i raschet kontrvikhrevykh techenij. Monografiya. M.: Izd-vo ASV, 2012. 252 s.
Volshanik V.V., Zujkov A.L., Mordasov A.P. Zakruchennye potoki v gidrotekhnicheskikh sooruzheniyakh. M.: Ehnergoatomizdat, 1990. 280 s.
Zhivotovskij B.A. Vodosbrosnye i sopryagayushchie sooruzheniya s zakrutkoj potoka. M.: Izd-vo RUDN, 1995. 190 c.
Samarskij A.A., Nikolaev E.S. Metody resheniya setochnykh uravnenij. M.: Nauka, 1978. 592 s.
Leonard B.P. A stable and accurate convective modeling procedure based on quadratic upstream interpolation // Comp. Meth. Appl. Mech. and Eng. 1979. V. 19. № 1. P. 59–98.
Leibovich S. The structure of vortex breakdown // Annual review of fluid mechanics. 1978. V. 10. P. 221-246.
Volkov E.P., Gavrilov E.I., Duzhikh F.P. Gazootvodyashchie truby TEHC i AEHS. M.: Ehnergoatomizdat, 1987. 278 s.
Lucca-Negro O., O'Doherty T. Vortex breakdown: a review. Progress in Energy and Combustion Science. 2001. V. 27. P. 431-481.
Faler J.H., Leibovich S. An experimental map of the internal structure of a vortex breakdown // J. Fluid Mech. 1978. V. 86. № 2. P. 313-335.
Spall R.E., Gatski T.B., Ash R.L. The structure and dynamics of bubble-type vortex breakdown // Proc. Roy. Soc. London. Ser. A. 1990. V. 429. № 1877. P. 613-637.
Vu B.T., Gouldin F.C. Flow measurements in a model swirl combustor // AIAA J. 1982. V. 20. № 5. P. 642-651.
Akhmetov V.K., Shkadov V.Ya. Interaction between a jet and an annular swirling stream // Fluid Dynamics. 1995. V. 30. № 2. P. 188-194.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 International Journal for Computational Civil and Structural Engineering
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
