Numerical and physical simulation of vortex generation in spherical cavity (original) (raw)
Related papers
Siberian Journal of Physics, 2014
The work is focused on a detailed study of the characteristics of the vortex flow in the chamber tangential type, modeling, in particular, the common furnace coal-fired boilers. It was shown that the vortex structure formed in the chamber with diaphragm is a vortex filament with the relative radius rm / R = 0,1 and a length of about the size of the camera l / R = 6. During researches it was measured the velocity field and vortices using a static method of diagnosis flow PIV, and performed the verification of calculated data obtained using the LES and DES methods for simulation of turbulent flows in the CFD package Star CCM +. Calculated velocity profiles and vortex precession frequency agree with experimental data, which indicates the correctness of chosen approach of modeling of turbulent swirling flow
Numerical simulation of vortex breakdown by solving the Euler equations for an incompressible fluid
A method of calculating unsteady, three dimensional flows of inviscid incompressible fluid was used in research on vortex breakdown. This method is based on the solution of the unsteady Euler equations in a velocity-pressure formulation, discretized by centered finite difference schemes, accurate to the second order. The application dealt with relates to a single vortex that has an initial velocity profile resembling delta wing vortices. Comparisons are made with experimental data and with other simulation methods.
Numerical Study of Swirled Flow Aerodynamics in the Vortex Chamber of the Combined Pneumatic Machine
Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika, 2017
Представлено численное моделирование аэродинамики закрученного течения в вихревой камере. Особенностью такой камеры является наличие вращающихся лопаток, расположенных в верхней выходной для несущей среды части аппарата. Дополнительно исследуется динамика несущей среды в этой же камере с расположенным в средней части аппарата вращающимся диском для увеличения окружной скорости несущей среды. Численные исследования показали возможность получения равномерного по высоте профиля радиальной скорости на входе в ротор, что является необходимым условием для эффективной работы сепаратора. Достоверность результатов численных исследований устанавливается тестовыми исследованиями, сравнением с известной аналитической зависимостью, а также сравнением полученных решений в переменных «скорость-давление» и «функция тока-вихрь».
Structure of curled flow incoming in vortex chamber
Институт гидромеханики НАН Украины, Национальный технический университет Украины "КПИ" СТРУКТУРА ЗАКРУЧЕННОГО ПОТОКА, ВХОДЯЩЕГО В ВИХРЕВУЮ КАМЕРУ Получены статистические характеристики поля пульсаций скорости в начальной и основной областях пристеночного закрученного потока, истекающего из входного сопла вихревой камеры. Установлено, что крупномасштабные вихревые системы потока вытянуты в продольном направлении, а мелкомасштабныев поперечном. С удалением от входного сопла пристеночный закрученный поток насыщается мелкомасштабными высоковолновыми вихрями за счет распада крупномасштабных вихревых структур Закрученные потоки во многом определяют эффективность работы энергетических машин, установок и технологических аппаратов. Структура закрученного потока, входящего в вихревую камеру (ВК), исследована далеко не полностью. Следует отметить, что в ВК имеет место сложное взаимодействие вихревых систем и потоков, которые существуют как в тупиковой, так и в активной областях, друг с другом, а также с входной струей. Однако входная струя является определяющей для всего физического процесса, происходящего в ВК
Research Bulletin of the National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute", 2016
Background. Improvement of the working processes efficiency of power and technological machinery and installations of vortex type. Objective. Statistical analysis of experimental test of the new methods of power-capacious coherent vortical structures control. Just their positive influence on processes of the transfer of mass, momentum and energy in swirling flows determines to a great extent the operating effectiveness of equipment. Methods. Spectral valuations data of represented in the present article, part 1, methods of artificial vortical disturbances influence on power-capacious coherent formation were subjected to the more detailed numerical processing on digital foundation. Results. Analysis of distributions of the composite swirling flow average actual velocities and the fluctuating movement intensity in characteristic area of the most power-capacious coherent vortical structure testifies to its definite stability and quasi-steady current. On the strength of this fact the detailed estimation of fluctuating movement energy balance according to determined characteristic frequency bands was carried out along the researching zone. The features of action of various eddy-generator types from the standpoint of control "stiffness" of the transfer processes were shown. Dispersion analysis confirmed the data of spectral processing of the information, put in part 1 of the article regarding to discovered phenomenon of "reverse decay of the vortices", that is the most typical for two-dimensional eddy-generator (EG № 1). Conclusions. Developed methods and their possible modifications offer the prospect of efficacious low-expended control on micro-level by hydromechanical, thermal and chemical processes in the cylinders of internal combustion engines, in vortex burners, combustion chambers of rocket engines, furnaces, plasmatrons, in mixers, chemical reactors, nuclear powerplants etc.