|
|
Incompressible fiscous flow at viscous velocities in interaction with a vibrating profile NACA 0012
Honzátko, R. ; Horáček, Jaromír ; Kozel, Karel
The work presents numerical solution of the interaction of 2D incompressible viscous flow and a freely vibrating profile NACA 0012 with large amplitudes. The upstream flow velocities are consider in the range 5-40 m/s. The profile has two degrees of freedom. It can rotate around an elastic axis and oscillate in the vertical direction. Its motion is described by two nonlinear ordinary differential equations. Fourth-order Runge-Kutta method is used to solve these equations numerically. The incompressible Navier-Stokes equations represent the mathematical model of the laminar viscous flow. Numerical schemes of the FVM are applied on a structured Quadrilateral C-mesh. The method of artificial compressibility and dual-time stepping method is employed for numerical simulations. Deformations of the computational domain are treated using the ALE method. Numerical simulations of the profile motion are performed for the case solved earlier by the FE method, and the results are in good agreement.
|
|
|
Numerical simulation of unsteady low-Mach number viscous flow in a channel
Punčochářová, P. ; Kozel, Karel ; Horáček, Jaromír ; Fürst, J.
This study deals with a numerical solution of a 2D unsteady flow of a compressible viscous fluid in a channel for low inlet airflow velocity. The unsteadiness of the flow is caused by a prescribed periodic motion of a part of the channel wall with large amplitudes, nearly closing the channel during oscillations. The channel is a simplified model of the glottal space in the human vocal and the flow can represent a model of airflow coming from the trachea, through the glottal region with periodically vibrating vocal folds to the human vocal tract. The flow is described by a system of Navier-Stokes equations for laminar flows. The numerical solution is implemented using a grid of quadrilateral cells. Due the motion of the grid, the basic equations are considered in the Arbitrary Lagrangian-Eulerian form. Numerical results are presented for Mach number 0,012m, Reynolds number 5000 and vibration frequency 100 Hz.
|
|
|
Dual-time stepping method applied to a numerical solution of unsteady incompressible flow with a vibrating profile
Honzátko, R. ; Horáček, Jaromír ; Kozel, K.
The paper presents numerical solution of two-dimensional incompressible flow in the interaction with a vibrating profile. The profile has two degrees of freedom. Mathematical model is represented either by the Euler equations in the case of inviscid flow or the Navier-Stokes equations in the case of viscous flow. Finite volume method is used as a discretization method. The dual-time stepping method is applied to unsteady simulations. This method provides a possibility to develop a time-accurate time-marching scheme for unsteady incompressible flows. Computational domain deformation due to the profile motion are treated using the Arbitrary Lagrangian-Eulerian method (ALE). Numerical schemes used for unsteady flow calculations are implemented in a form satisfying the geometric conservation law (GCL).
|
|
|
Numerické simulace interakce proudu s leteckým profilem se třemi stupni volnosti
Růžička, M. ; Feistauer, M. ; Horáček, Jaromír ; Sváček, Petr
Článek se zabývá numerickým řešením interakce 2D proudění nestlačitelné viskozní tekutiny a profilu kmitajícího s velkými výchylkami. Profil je považován za tuhé těleso se třemi stupni volnosti. Profil vykonává rotační pohyb kolem elastické osy, oscilace ve vertikálním směru a na konci profilu se otáčí kormidlo. Numerické řešení je založeno na metodě konečných prvků pro Navier-Stokesovy rovnice a řešení systému nelineárních obyčejných diferenciálních rovnic pro pohyb profilu. Interakce a zpětnovazební jevy jsou respektovány vazebními podmínkami, které spojují strukturální a fluidní problém. Řešení v časové oblasti respektuje pohyblivou výpočetní síť pomocí ALE formulace. Vysoká Reynoldsova čísla až 10E6 vyžadují vhodnou stabilizace konečnoprvkové diskretizace.
|
|
| |
|
| |
|
|
Numerické simulace interakce neviskozního a viskozního proudění nestlačitelné tekutiny s vibrujícím profilem
Honzátko, R. ; Horáček, Jaromír ; Kozel, Karel
Článek pojednává o numerickém řešení interakce 2D nestlačitelného proudění a volně kmitajícího profilu s velkými amplitudami. Profil může oscilovat kolem elastické osy a ve vertikálním směru. Pohyb profilu je popsán dvěmi nelineárními obyčejnými diferenciálními rovnicemi numericky řešenými metodou Runge-Kutta čtvrtého řádu. Eulerovy a Navier-Stokesovy rovnice popisují proudění neviskozní a viskozní tekutiny. Aplikována jsou numerická schémata metody konečných objemů na strukturované čtyřúhelníkové C-síti. V numerickém řešení je zahrnuta metoda umělé stlačitelnosti a duálního času. Deformace výpočetní oblasti díky pohybu profilu jsou respektovány pomocí ALE metody.
|
|
|
Vibrace leteckéhoj profilu se třemi stupni volnosti vybuzené proudem vzduchu
Růžička, M. ; Feistauer, M. ; Horáček, Jaromír ; Sváček, Petr
Článek se zabývá numerickou simulací interakce 2D nestlačitelného proudění viskozní tekutiny a vibrujícího leteckého profilu s velkými amplitudam. Profil se třemi stupni volnosti může rotovat kolem elastické osy, oscilovat ve vertikálním směru a kormidlo na konci profilu může rotovat. Numerické řešení metodou konečných prvků Navier-Stokesových rovnic je kombinováno s řešením soustavy nelineárních obyčejných rovnic pro pohyb profilu. Je uvažována proměnná výpočetní oblast a pohyblivá výpočetní síť, k tomu je využita ALE formulace. Vysoká Reynoldsova čísla až řádu 10**6 vyžadují vhodnou stabilizaci konečnoprvkové diskartizace. Numerické řešení je porovnáno s výpočty pomocí programu NASTRAN, což ověřilo dostatečnou přesnost a robustnost vyvinuté metody.
|
|
|
Vizualizace nestacionárního proudění kolem vibrujícího profilu
Vlček, Václav ; Horáček, Jaromír ; Luxa, Martin ; Veselý, Jan
Příspěvek se zabývá optickým měřením proudění kolem viburujícího 18% dvoukruhového profilu elasticky uloženého v měřícím prostoru aerodynamického tunelu. Profil může vibrovat se dvěma stupni volnosti, translace a rotace. K měření byly použity metody šlírova a interferometrická, které umožnily vizualizaci 2D proudění v různých fázích pohybu profilu. Měření byla provedena v subsonickém aerodynamickém tunelu při rychlostech vyšších než kritická rychlost flutteru, takže amplitudy vibrací byly relativně velké, až plus mínus 4mm pro translaci a plus mínus 6 stupňů pro rotaci profilu kolem elastické osy. Obrázky proudového pole byly zaznamenány pro předepsaná fázová zpoždění během jedné periody oscilací . Z těchto snímků byly pak vyhodnoceny tlaky a rychlosti proudění v daných časových okamžicích.
|
|
|
Numerická simulace stlačitelného proudění s nízkým Machovým číslem skrz oscilující štěrbinu
Punčochářová, Petra ; Fürst, J. ; Kozel, Karel ; Horáček, Jaromír
Příspěvek se zabývá numerickým řešením 2D nestacionárním prouděním stlačitelné viskozní tekutiny v symetrickém kanále pro nízké rychlosti vzduchu na vstupu. Nestacionarita proudění je způsobena předepsaným periodickým pohybem části stěny kanálu s velkými amplitudami téměř uzavírajícími průřez kanálu během oscilací. Proudění může reprezentovat zjednodušený model proudění vzduchu přicházejícího z plic skrz mezihlasivkovou štěrbinu s periodicky kmitajícími hlasivkami a ústícího do modelu vokálního traktu člověka. Numerické řešení metodou konečných objemů využívá explicitní Mac Cormackovo schéma prediktor-korektor s Jamesonovou umělou viskozitou na čtyřúhelníkové výpočetní síti. Pohyblivá síť je uvažována pomocí ALE metody ve tvaru zákonů zachování.
|
host ::
RSS.