Affiliation:
1. Saint Petersburg State Maritime Technical University
2. TSAGI Moscow Complex
3. Moscow State University, Research Institute of Mechanics
Abstract
New tests are presented for application packages and turbulence models for validation problems of high-intensity vortex flows near structured energy-efficient surfaces. The idea of testing is based on the discovery of anomalous intensification of separated flows and heat transfer in inclined grooves on plates and channel walls. In the grooves, due to the extraordinary pressure drops, confirmed by experiments, swirling flows are generated with high velocities of the return and secondary flow, comparable to the speed of the external flow. Also, high-gradient zones with friction and heat transfer are formed inside the grooves, many times (from 1.5–2 to 7–9 times) exceeding friction and heat transfer on a flat wall. As an example, the VP2/3 package, developed on the basis of original multi-block computing technologies and using multi-scale intersecting grids, is being tested. Comparison of numerical predictions with Zubin’s experiments confirmed high static pressure drops between the stagnation zone on the windward slope of the inclined groove and the negative pressure region at the site of generation of a tornado-like flow on the inlet spherical segment, and also demonstrated the acceptability of the RANS approach for predicting the characteristics of high-intensity swirling flows.
Publisher
The Russian Academy of Sciences
Reference31 articles.
1. Гувернюк С.В., Синявин А.А., Меснянкин С.Ю., Панин Д.Н., Чулюнин А.Ю. Специализированный тест для валидации вычислительных технологий моделирования аэродинамики большегрузных автомобилей с элементами управления отрывом // Отчет Института механики МГУ. 2015. № 5298. 54 с.
2. Исаев С.А., Судаков А.Г., Никущенко Д.В., Усачов А.Е., Чулюнин А.Ю., Дубко Е.Б. RANS расчеты интенсивных отрывных и смерчевых течений на структурированных пластинах и стенках каналов в цифровых двойниках экспериментальных стендов Института механики МГУ и КазНЦ РАН // Вычислительный эксперимент в аэроакустике и аэродинамике: Девятая российская конференция. М.: ИПМ им. Келдыша РАН, 2022. С. 152–156.
3. Isaev S., Gritckevich M., Leontiev A., Popov I. Abnormal enhancement of separated turbulent air flow and heat transfer in inclined single-row oval-trench dimples at the narrow channel wall // Acta Astronautica. 2019. V. 163 (Part.A). P. 202–207.
4. Isaev S.A., Gritckevich M.S., Leontiev A.I., Milman O.O., Nikushchenko D.V. NT Vortex enhancement of heat transfer and flow in the narrow channel with a dense packing of inclined one-row oval-trench dimples // Int. J. Heat Mass Transf. 2019. V. 145. № 18737. P. 1–13.
5. Исаев С.А., Грицкевич М.С., Леонтьев А.И., Попов И.А., Судаков А.Г. Аномальная интенсификация турбулентного отрывного течения в наклоненных однорядных овально-траншейных лунках на стенке узкого канала // Теплофизика высоких температур. 2019. Т. 57. № 5. С. 797–800.