Ламинарное течение в изогнутом на 90° канале квадратного сечения

Федеральное государственное
образовательное учреждение
высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

                       Институт инженерной физики и радиоэлектроники

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

ЛАМИНАРНОЕ ТЕЧЕНИЕ В ИЗОГНУТОМ НА 90° КАНАЛЕ КВАДРАТНОГО СЕЧЕНИЯ

Преподаватель                         _________               Д.В. Платонов

                                                    подпись, дата            

Студенты         РФ 11-43М        _________               Д. Д.Рябов

                                                               Н.В. Абузова

                                                             подпись, дата                   

Красноярск 2011

Цель работы: Расчет ламинарного течения в изогнутом канале (гибе) при помощи CFD программы σFlow.

Оборудование: ПЭВМ, компьютерная программа σFlow, Microsoft Office.

Постановка задачи

Наиболее известной тестовой задачей при моделировании трехмерных вязких внутренних течений является задача о расчете параметров потока в изогнутом канале квадратного сечения. Особенностью течений в данном примере является возникновение продольной завихренности, обусловленной центробежными силами, которые генерируют вторичное течение и перераспределение продольной составляющей скорости. Возникающая при этом сложная структура течения идеально подходит для тестирования алгоритмов. Кроме этого, задача течения в изогнутых трубах имеет, и большое прикладное значение, поскольку гибы являются одними из основных элементов трубопроводных конструкций. В данной работе рассмотрим пример моделирования течения в изогнутом канале. Геометрия канала изображена на рис. 1. Размер квадратного сечения постоянен по всей длине трубы и равен 1 метр по каждому из поперечных направлений. Прямолинейные участки до и после поворота одинаковы и равны 5 метров. Внутренний радиус поворота равен 1.8 метра, внешний – 2.8 метра.

Рис. 1.

На входной границе в данном примере задается параболический профиль скорости, формирующийся при стационарном вязком ламинарном течении. Число Рейнольдса, основанное на среднемассовой скорости и гидродинамическом диаметре трубы, для данной задачи составляет 790.