Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2021

Ключевые слова: hydrofoil, numerical modeling, turbulence, гидрокрыло, численное моделирование, турбулентность, rsm

Аннотация: В статье представлены результаты численного моделирования трехмерного турбулентного обтекания лопатки направляющего аппарата гидротурбины с удлинением 0,8 при угле атаки 9º. Анализируется влияние моделирования турбулентности на трехмерные эффекты течения. На поток влияет как трехмерный отрыв пограничного слоя на стыках лопатки с боковыми стенками, так и отрыв потока вблизи задней кромки. В исследовании рассматриваются различные подходы к моделированию турбулентного обтекания, такие как модель турбулентной вязкости k - ω SST, алгебраическая модель и несколько вариантов дифференциальной модели переноса рейнольдсовых напряжений. При указанном угле атаки модель k - ω SST показывает значительную величину отрывной зоны в углах между стенкой и гидрокрылом, в то время как отрыва потока в центральной плоскости не наблюдается. Как дифференциальная, так и алгебраическая модели RSM воспроизводят вторичное вихревое течение в углах и подавляют отрыв потока в центре лопатки. The paper presents the results of numerical simulation of three-dimensional turbulent flow around a hydraulic turbine guide vane at the angle of attack of 9º with the aspect ratio of the foil equal to 0.8. The influence of turbulence modeling variants on 3D flow effects is analyzed. The 3D boundary layer separation at the vane-sidewall junctions and the flow separation near the trailing edge influence the flow pattern. The study considered various approaches for modeling of a turbulent flow, such as the k-ω SST turbulent viscosity model and several variants of the differential and algebraic Reynolds stress models. At the given angle of attack, the k-ω SST model shows a significant separation zone in the corners between the wall and the vane, while no separation of the flow in the central plane is observed. Both differential and algebraic Reynolds stress models reproduce the secondary vortex flow at the corners and suppress the flow separation near the central cross section.

Журнал: Теплофизика и аэромеханика

Выпуск журнала: Т. 28, № 3

Номера страниц: 361-371

ISSN журнала: 08698635

Место издания: Новосибирск

Издатель: Сибирское отделение РАН, Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН

• Сентябов Андрей Васильевич (Сибирский федеральный университет)
• Гаврилов Андрей Анатольевич (Сибирский федеральный университет)
• Дектерев Александр Анатольевич (Сибирский федеральный университет)

• Ядро РИНЦ (eLIBRARY.RU)