|
|
Modelling of supercritical turbulent flow over an inclined backward-facing step in a open channel
Příhoda, Jaromír ; Zubík, P. ; Šulc, J. ; Sedlář, M.
The contribution deals with the experimental and numerical modelling of supercritical turbulent flow in an open channel with an inclined backward-facing step on its bottom. The step with the height 100 mm and the inclination angle 20 deg was placed in the water channel of the cross-section 200x200 mm. Experiments were carried out by means of the PIV and LDA measuring techniques. Numerical simulations were executed by the commercial software ANSYS CFX 12.0. Numerical results obtained by the two-equation SST model and the EARSM model completed by transport equations for turbulent energy and specific dissipation rate were compared with experimental data. The modelling was concentrated particularly on the flow pattern near the step including the possible flow separation and the corresponding changes of free surface. The agreement of numerical results obtained by means of the EARSM model with experimental data is quite good.
|
|
|
Experimentální a numerické modelování proudění kapaliny s odtržením
Zubík, P. ; Šulc, J. ; Příhoda, Jaromír ; Sedlář, M.
Příspěvek se zabývá experimentálním a numerickým modelováním tlakového, podkritického a nadkritického turbulentního proudění s rozsáhlým odtržením vlivem náhlého rozšíření průřezu (obtékání šikmého schodu). Experimenty byly provedeny ve vodním kanálu s průřezem 200x200 mm pomocí PIV a LDA měřicí techniky. Pro numerickou simulaci byla použita VOF metoda a komerční sotfware ANSYS CFX-12.0. Numerické výsledky byly porovnány s experimentálními daty.
|
|
|
Modelling of subcritical free-surface flow over an inclined backward-facing step in a water channel
Příhoda, Jaromír ; Zubík, P. ; Šulc, J. ; Sedlář, M.
The contribution deals with the experimental and numerical modelling of subcritical turbulent flow in an open channel with an inclined backward-facing step. The step with the inclination angle 20 deg was placed in the water channel of the cross-section 200x200 mm. Experiments were carried out by means of the PIV and LDA measuring techniques. Numerical simulations were executed by means of the commercial software ANSYS CFX 12.0. Numerical results obtained for two-equation models and EARSM turbulence model completed by transport equations for turbulent energy and specific dissipation rate were compared with experimental data. The modelling was concentrated particularly on the development of the flow separation and on the corresponding changes of free surface.
|
|
| |
|
|
Erozní potenciál bublinkové kavitace ve vodním čerpadle – numerická simulace a experiment
Zima, Patrik ; Sedlář, M. ; Müller, M.
Práce navrhuje model pro odhad erozního potenciálu kavitačních bublin při stacionárním proudění s bublinkovou kavitaci ve vodním čerpadle. 3D Navierovy-Stokesovy rovnice pro turbulentní proudění jsou svázány s Rayleighovou-Plessetovou rovnicí obousměrnou vazbou. Erozní potenciál je určen z energie disipované mezi dvěma po sobě jdoucími kolapsy bubliny. Model je ověřen v kavitačním tunelu pro dvourozměrný profil a poté aplikován v třírozměrné geometrii oběžného kola vodního čerpadla. Numerické výsledky ukazují dominantní vliv prvního kolapsu a jsou v dobré shodě s experimentem.
|
|
|
Výpočetní analýza potenciálu kavitační eroze v hydraulickém stroji
Sedlář, M. ; Zima, Patrik ; Müller, M.
Příspěvek popisuje nový model efektivního modelování kavitační eroze ve vodě při turbulentním kavitujícím proudění. Počet a velikost počátečních kavitačních zárodků ve vstupním proudu je uvažován empiricky nebo na základě experimentu pomocí akustického spektrometru. Dynamiku kavitačních bublin popisuje plná Rayleighova-Plessetova rovnice podél proudnic získaných řešením Navierových-Stokesových rovnic typu 3D RANS. Model erozního potenciálu je založen na odhadu energie disipované kolapsy kavitačních bublin. Článek také popisuje výsledky experimentu v kavitačním tunelu v SIGMA Výzkumném a vývojovém ústavu v Lutíně. Výpočetní model je testován pro dvou a třírozměrnou geometrii. Ukazuje se, že erozní potenciál prvních kolapsů je o několik řádu silnější než následujících kolapsů. Numericky určené místo a síla prvních vypočtených kolapsů jsou porovnány s fotografiemi skutečného erozního poškození. Shoda testovaných případů je velmi dobrá.
|
|
|
Modelování nadkritického obtékání prahů na dně otevřeného kanálu
Příhoda, Jaromír ; Šulc, J. ; Zubík, P. ; Sedlář, M.
Příspěvek se zabývá experimentálním a numerickým modelováním turbulentního nadkritického obtékání jednoho nebo dvou prahů s průřezem 30x30 mm umístěných na dně otevřeného kanálu. Experimenty byly provedeny ve vodním kanálu s příčným průřezem 200x200 mm pomocí metod LDFA a PIV. Optické metody byly doplněny měřením rozložení tlaku na povrchu prahů v ose kanálu. Numerická simulace byla provedena metodou VOF pomocí komerčního programu ANSYS CFX-11.0. Numerické výsledky získané různými dvourovnicovými modely turbulence byly porovnány s experimentálními daty. Především byl studován vliv rozteče prahů na rozsah oblasti odtržení, deformaci volné hladiny a odpor jednotlivých prahů.
|
|
|
Vyšetřování turbulentního proudění v otevřeném kanálu s příčnými prahy
Příhoda, Jaromír ; Šulc, J. ; Sedlář, M. ; Zubík, P.
Příspěvek se zabývá experimentálním a numerickým modelováním turbulentního nadkritického obtékání jednoho nebo dvou příčných prahů s průřezem 30x30 mm umístěných na dně otevřeného kanálu. Numerická simulace byla provedena s použitím VOF metody pomocí komerčního software ANSYS CFX-11.0 pro nadkritické proudění charakterizované Froudého číslem Fr = 2,2. Především byl vyšetřován vliv rozteče prahů na velikost oblasti odtržení, deformaci volné hladiny a odpor jednotlivých prahů. Numerické výsledky byly porovnány s experimenty provedenými ve vodním kanálu s příčným průřezem 200x200 mm pomocí PIV a LDA metody. Optické metody byly doplněny měřením rozložení tlaku na povrchu prahů v ose kanálu.
|
|
|
Experimentální a numerické modelování turbulentního obtékání příčných prahů v otevřeném kanálu
Příhoda, Jaromír ; Šulc, J. ; Sedlář, M. ; Zubík, P.
Modelování turbulentního proudění v otevřeném kanálu s příčnými prahy na dně bylo zaměřeno zejména na vývoj odtržení proudu za prahy a na odpovídající změny volné hladiny. Dále byl vyšetřován tlakový odpor jednotlivých prahů včetně jeho závislosti na rozteči prahů a vznik sekundárního proudění u bočních stěn kanálu za prahy. Numerické výsledky získané programem ANSYS CFX 11.0 byly porovnány s experimenty provedenými pomocí LDA a PIV techniky ve vodním kanálu 200x200 mm s volnou hladinou a jedním nebo dvěma příčnými prahy 10x10 mm s různou roztečí.
|
|
|
CFD analýza kavitačních jevů v hydraulických strojích
Sedlář, M. ; Zima, Patrik
Příspěvek se zabývá CFD analýzou kavitačních jevů v hydraulických strojích. Jsou ukázány problémy kavitačního stržení Q-H křivky a Q-η křivky, kavitačních nestabilit i kavitační eroze. Pro řešení problémů je využit jednak CFD systém ANSYS CFX11.0, jednak firemní software vyvinutý v SIGMA Výzkumném a vývojovém ústavu, s.r.o ve spolupráci s Ústavem termomechaniky AV ČR, v.v.i.
|
host ::
RSS.