Автомодельные решения для турбулентных струй на основе нелинейных моделей для напряжений Рейнольдса


Просмотр статьи
PDF, 659,2 КБ

Turbulent jet similarity solution based on nonlinear models for Reynolds stresses

This article is devoted to turbulent jet similarity solution based on nonlinear models for Reynolds stresses. The equation system for plane, axisymmetrical and veer jet is derived. The used numerical method is tested using the well-known similarity solution for plane turbulent jet with k-ε turbulence model. Ability of the nonlinear models for Reynolds stresses to describe of anisotropy of turbulent fluctuations is especially considered.

Automodel solution, Reinolds stress tenzor

Геннадий Степанович Глушко, Игорь Эдуардович Иванов, Игорь Анатольевич Крюков, Елена Владимировна Ларина

Том 15, выпуск 4, 2014 год



В статье рассматриваются автомодельные решения для турбулентных струй на основе нелинейных моделей для напряжений Рейнольдса. Получена система уравнений в автомодельных переменных для плоских, осесимметричных и веерных турбулентных струй. Для получения автомодельных решений используется численный метод, который тестируется на известном автомодельном решении для плоской турбулентной струи с k-ε моделью турбулентности. Особое внимание уделено проверке описания неизотропности турбулентных пульсаций в нелинейных моделях для напряжений Рейнольдса.

автомодельные решения, турбулентные струи, нелинейные модели для напряжений Рейнольдса

Геннадий Степанович Глушко, Игорь Эдуардович Иванов, Игорь Анатольевич Крюков, Елена Владимировна Ларина

Том 15, выпуск 4, 2014 год



1. Поллей А.Д., Мелник Р.Е., Рубел А., Рудман С., Сиклари М.Д. Автомодельные решения для плоских и осесимметричных струй, использующие k-ε модель турбулентности // ТОИР, 1985, 1, 180-188.
2. Амбарцумян Е.Н., Глушко Г.С., Кpюков И.А., Определение коэффициентов турбулентного переноса в плоских течениях несжимаемой жидкости // Изв. РАН, МЖГ, 1997, 3, 83-92.
3. Глушко Г.С., Некоторые особенности турбулентных течений несжимаемой жидкости с поперечным сдвигом // Изв. АН СССР, МЖГ, 1971, 4, 128-136.
4. Глушко Г.С., Модель турбулентного смешения в потоках со сдвигом, Турбулентные течения, М.: Наука, 1974, C. 56-61.
5. Глушко Г.С., Кpюков И.А., Численный метод для решения уравнений пограничного слоя // Вычислительные технологии, 1995, 4, 12, 77-86.
6. Boussinesq T.V., Essai sur la theory des eaux courantes // Mem. pres. Acad. Sci., 1877, 23, 46-50.
7. Bradbury L.J.S., The structure of a self-preserving turbulent plane jet // J. Fluid Mech., 1965, 23, 1, 31-64.
8. Craft T.J., Launder B.E., Suga K., Development and application of a cubic eddy-viscosity model of turbulence // Int. J. Heat Fluid Flow, 1996, 17, 108-115.
9. Demuren A.O., Rodi W., Calculation of turbulence-driven secondary motion in non-circular ducts // J. Fluid Mech., 1984, 140, 189-222.
10. Everitt K.W., Robins A.G., The development and structure of turbulent plane jets // J. Fluid Mech., 1978, 88, 3, 563-583.
11. Gatski T.B., Rumsey C.L., Linear and nonlinear eddy viscosity model, Closure strategies for turbulent and transitional flows (Launder B.E., Sandham N.D., eds.), Cambridge University Press, NY, 2000.
12. Gatski T.B., Speziale C.G., On explicit algebraic stress models for complex turbulent flows // J. Fluid Mech., 1993, 254, 59-78.
13. Girimaji S.S., Fully explicit and self-consistent algebraic Reynolds stress model // Theoret. Comput. Fluid Dynamics, 1996, 8, 6, 387–402.
14. Gutmark E., Wygnanski I., The planar turbulent jet // J. Fluid Mech., 1976, 73, 3, 465-495.
15. Jongen T., Gatski T.B., General explicit algebraic stress relations and best approximation for three-dimensional flows // Int. J. Eng. Sci., 1998, 36, 739-763.
16. Launder B.E., Spalding D.B., The numerical computation of turbulent flows // Computer Meth. Appl. Mech. Engn., 1974, 3, 3, 269-289.
17. Lumley J.L., Toward a turbulent constitutive equation // J. Fluid Mech., 1970, 41, 413434.
18. Nisizima S., Yoshizawa A., Turbulent channel and Couette flows using an anisotropic k-ε model // AIAA J., 1987, 25, 414-420.
19. Pope S.B., A more general effective viscosity hypothesis // J. Fluid Mech., 1975, 72, 2, 331340.
20. Rodi W., A new algebraic relation for calculating the Reynolds stresses // ZAMM, 1976, 56, T219T221.
21. Rodi W., Spalding D.B., A two-parameter model of turbulence and its application to free jets // Warme und Stoffbertragung, 1970, 3, 85-95.
22. Rubinstein R., Barton J.M., Nonlinear Reynolds stress models and the renormalization group // Phys. Fluids A, 1990, 2, 1472-1476.
23. Rumsey C.L., Gatski T.B., Morrison J.H., Turbulence model predictions of extra-strain rate effects in strongly-curved flows, AIAA Pap. 99-0157, 1999.
24. Speziale C.G., On nonlinear k-l and k-ε models of turbulence // J. Fluid Mech., 1987, 178, 459-475.
25. Wood P.E., Leal L.G., Similarity solutions of free shear flows with mean Reynolds stress turbulent models // Numer. Heat Transf., 1983, 6, 235-244.
26. Yoshizawa A., Statistical analysis of the deviation of the Reynolds stress from its eddy-viscosity repesentation // Phys. Fluids, 1984, 27, 6, 1377-1387.