Расчет обтекания цилиндра во Fluent-е

[Yuri69 1]

Здравствуйте, уважаемые сапровцы =))

Нуждаюсь в помощи со стороны опытных пользователей Fluent-а.

Итак, рассчитывается (2-D) обтекание цилиндра с квадратным поперечным сечением (размер H=1м) воздушным потоком (скорость v) при достаточно высоких числах Рейнольдса (Re порядка 100000).

Как известно, задача эта дает пример отрывного течения (отрыв потока происходит с передних угловых точек) и нестационарного аэродинамического следа за телом. Ввиду высоких Re течение в сдвиговых слоях и следе турбулентое.

Ламинарный расчет на достаточно подробной сетке дает коэффициент подъемной силы в виде гармонической функции времени с амплитудой Cy0=0.5 и безразмерной частотой (числом Струхаля) Sh=f*H/v=0.13, что удовлетворительно соотносится с опытными данными (0.68 и 0.12 соответственно).

Турбулентный расчет по моделям Spalart-Allmaras, k-eps и Reynolds Stress при нулевой интенсивности турбулентности в набегающем потоке и масштабе турбулентности =H=1м (параметры на входной velocity inlet и выходной pressure outlet границах) дает существенно более низкие значения амплитуды Cy0: примерно 0.1-0.15 для установившегося режима.

В чем тут может быть дело?

Изменено 8 мая 2008 пользователем Yuri69

[Lynx 1]

Вообще-то параметры турбулентности на входе там должны мало влиять, все-таки там отрыв с углов. Но какие-то они у вас, мягко говоря, странные

Турбулентность с масштабом, равным размеру обтекаемого тела - это уже не турбулентность. Попробуйте для начала интенсивность 1% и масштаб 1 мм.

Потом с чего вы взяли, что амплитуда не должна быть именно такой? Вот раскопал сейчас экспериментальные данные для Re = 14000, там амплитуда колебаний Су где-то 0.42, а на бОльших Рейнольдсах она будет меньше.

По параметрам турбулентности - конкретно в этом эксперименте k=2.5e-3 м^2/с^2, epsilon=1.3e-2 м^2/с^3

[Yuri69 1]

Lynx:

1) Спасибо за отклик.

2) Данные взяты из книги "С.И.Девнин. Аэрогидромеханика плохообтекаемых конструкций" (стр. 220-221). Насколько я понял, при высоких Re наступает автомодельный режим течения, когда параметры перестают сушественно зависить от Re. Однако, этот вопрос я дополнительно провентилирую...

3) Пробовал и малый масштаб турбулентности, порядка 1мм, как вы советуете - отличий не заметил. А вот увеличение степени турбулентости приводило к еще большему подавлению осцилляций подъемной силы. Но все же попробую посчитать с теми значениями, что вы привели выше.

Изменено 12 мая 2008 пользователем Yuri69

[Yuri69 1]

Провел расчет (около 300 итераций) по стандартной k-eps- модели с установками

на velocity-inlet границе

Turbulence Intensity 1%

Turbulence Length Scale 1.e-3

и аналогичными на pressure-outlet границе.

Получилось для коэффициента подъемной силы:

<noindex></noindex>

То же, но ламинарный расчет:

<noindex></noindex>

Изменено 12 мая 2008 пользователем Yuri69

[chupal 0]

Провел расчет (около 300 итераций) по стандартной k-eps- модели с установками

на velocity-inlet границе

Turbulence Intensity 1%

Turbulence Length Scale 1.e-3

и аналогичными на pressure-outlet границе.

Получилось для коэффициента подъемной силы:

<noindex></noindex>

То же, но ламинарный расчет:

<noindex></noindex>

Вообще, на мой взгляд, для расчета нестационарных явлений, связанных с наличием больших турбулентный вихрей типа дорожки Кармана, модели k-e, SST т.п. не подходят. Ведь Вас в задаче интересует не средняя по времени картина течения, какую пытается дать одна из этих моделей турбулентности, а амплитуда колебаний. А высокая турбулентная вязкость будет вносить "стабилизирующий" фактор. В итоге интенсивность вихрей будет падать, а амплидуда колебаний уменьшится. Для такой задачи лучше подойдет модель LES.

[Yuri69 1]

chupal: спасибо, это мысль =))