МОДЕЛИРОВАНИЕ КВАДРАТНОЙ ТУРБУЛЕНТНОЙ КОНВЕКЦИИ

Аннотация

В данной работе проведен количественный анализ турбулентной конвекции в двумерной объемно-нагретой жидкости. Предложен численный метод решения системы уравнений Навье-Стокса в приближении Бюссина. Математическое моделирование проводилось в изотермической каверне с квадратными стенками в диапазоне чисел Рэлея от 106 до 1011 с использованием открытого пакета Open FOAM в Prantal Pr = 0,6. Метод контрольного объема в программе Open FOAM и алгоритм PIMPLE использовались в качестве процедуры решения задачи в данной работе. Рассмотрены три модели турбулентности, реализованные в пакете Open FOAM: классическая k-ɛ модель, ее вариация для меньших чисел Рейнольдса и k-ω-SST модель турбулентности. Результаты расчетов сравнивались с соответствующими экспериментальными данными по трем моделям турбулентности. k-ω-SST модель сравнительной турбулентности с требуемой точностью описывает класс задач, представленных в рассматриваемых числах Рейнольдса и Рэлея. Все рассмотренные модели турбулентности в той или иной степени объясняют нестационарный характер течения.