ОСОБЛИВОСТІ СТРУКТУРИ ТЕЧІЇ У ПРЯМОКУТНІЙ ТРАНШЕЇ

Анотація

Дослідження особливостей структури потоку в прямокутних траншеях в широкому діапазоні чисел Рейнольдса проводилося шляхом прямого чисельного моделювання течії в каналі та на пластині. Розглядалася як ізотермічна, так і неізотермічна постановка задачі. В якості досліджуваної рідини використовувалися вода та повітря. Структура течії всередині та в околі траншеї в прямокутному каналі в діапазоні чисел Рейнольдса за довжиною траншеї Re<=9000 досліджувалася в тривимірній постановці. В діапазоні чисел Рейнольдса Re>=10000 розглядалось нестаціонарне обтікання пластини із траншеєю у двовимірній постановці задачі. В залежності від числа Рейнольдса, проаналізовано структуру потоку в траншеї, вплив геометричних параметрів на масштаби ви­хо­рів в тран­шеї, їх локалізацію та інтенсивність. Одержано масштаби неоднорідності течії в траншеї в поперечному напрямку. Розглянуто особливості нестаціонарної поведінки та взаємодії вихрових утворень між собою та із зовнішнім потоком при більших числах Рейнольдса, показано розвиток нестійкості вихрової структури в траншеї та її вплив на характеристики зовнішнього потоку: від регулярних коливань з певною частотою до поступової хаотизації потоку в околі траншеї при збільшенні числа Рейнольдса, з появою дрібних та кратних частот. Проведено порівняння із вихровою структурою, отриманою іншими дослідниками при схожих геометричних параметрах траншеї. Розглянуто вклад опору тертя та опору форми в загальний гідравлічний опір траншеї, а також обтічної поверхні нижче траншеї. Оцінено інтенсивність теплообмінних процесів всередині траншеї, локалізацію максимальних значень теплових потоків, залежність тепловіддачі від швид­кос­ті набігаючого потоку.