Тривимірний потік в'язкої нестисливої рідини у циліндричному каналі з двома діафрагмами

• Дата: 2019
• Автори: Вовк, І.В., Троценко, Я.П.
• Формат: Стаття
• Мова: Ukrainian
• Опубліковано: Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2019
• Назва видання: Доповіді НАН України
• Теми: Механіка
• Онлайн доступ: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/159953
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Цитувати: Тривимірний потік в’язкої нестисливої рідини у циліндричному каналі з двома діафрагмами / І.В. Вовк, Я.П. Троценко // Доповіді Національної академії наук України. — 2019. — № 7. — С. 17-25. — Бібліогр.: 9 назв. — укр.

Досліджено тривимірну течію в'язкої нестисливої рідини у циліндричному каналі з двома послідовними діафрагмами (звуженнями) на основі чисельного розв'язання нестаціонарних рівнянь Нав’є–Стокса. Алгоритм розв'язання базується на методі скінченних об’ємів з використанням різницевих схем другого порядку точності за простором та часом. Для інтерполяції конвективних членів використовується TVD форма центрально-різницевої схеми з обмежувачем потоку. Зв’язаний розрахунок полів швидкості та тиску проводиться за допомогою процедури PISO. Показано, що в певному діапазоні чисел Рейнольдса течія рідини в області між діафрагмами нестаціонарна і характеризується наявністю нестійкого зсувного шару, утвореного примежовим шаром, що зривається з поверхні першої діафрагми. В порожнині між діафрагмами встановлюється циркуляційний рух середовища, який можна інтерпретувати як гідродинамічний канал зворотного зв’язку, що створює умови для виникнення автоколивань у системі. У зсувному шарі утворюється послідовний ряд кільцевих вихорів, які викликають автоколивання полів швидкості та тиску в околі отвору другої діафрагми, а також коливання тиску в усьому об’ємі середовища між діафрагмами. Ці автоколивання можуть бути джерелом звуку в каналі. Проведено порівняння отриманих результатів з моделлю осесиметричного потоку в циліндричному каналі з двома діафрагмами. Структура тривимірного потоку має азимутальну асиметрію, що істотно впливає на локальні особливості течії. Спостерігається асиметрія циркуляційного руху середовища в порожнині між діафрагмами та кільцевих вихорів у зсувному шарі. Проте період коливань полів швидкості та тиску збігається з моделлю осесиметричного потоку. Тобто асиметрія течії практично не позначається на її інтегральних характеристиках.