Численное моделирование самовращения пластин в потоке вязкой жидкости

Андронов, П.Р.; Григоренко, Д.А.; Гувернюк, С.В.; Дынникова, Г.Я.

Авторы: Андронов П.Р., Григоренко Д.А., Гувернюк С.В., Дынникова Г.Я.
Журнал: Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа
Номер: 5
Год издания: 2007
Первая страница: 47
Последняя страница: 60
Аннотация: Приводится общая постановка плоской сопряженной задачи динамики и аэрогидродинамики о движении твердого тела, имеющего вращательную степень свободы, в потоке вязкой несжимаемой среды. Используется вычислительная технология решения уравнений Навье-Стокса на основе бессеточного метода вязких вихревых доменов. Исследованы закономерности авторотации одиночной пластины и пары пластин. Определено влияние приведенного момента инерции и числа Рейнольдса на угловую скорость вращения. Зависимости гидродинамических нагрузок от времени сопоставлены с соответствующими мгновенными картинами обтекания. Обнаружен эффект увеличения скорости авторотации двух расположенных рядом пластин.Развита методика решения плоских сопряженных задач динамики и аэрогидродинамики на основе бессеточного численного метода вязких вихревых доменов. Исследовано явление авторотации пластин в потоке вязкой жидкости. Выявлены вихревые механизмы, влияющие на режим самовращения. Существенную роль в развитии нестационарной картины обтекания и нестационарных аэродинамических нагрузок играют кромочные и вторичные вихри, образующиеся в результате вязкого отрыва с гладкой поверхности на подветренной стороне пластины. Вращение поддерживается за счет мощного кромочного вихря, который локализуется около кромки пластины, движущейся по потоку. Имеются фазы разгоняющего и тормозящего аэродинамических моментов. С уменьшением числа Рейнольдса вторичные вихри оказывают возрастающее диссипативное воздействие, приводящее к уменьшению угловой скорости самовращения. При малых числах Рейнольдса режим авторотации не-возможен: из любого начального положения пластина выходит на режим затухающих колебаний около равновесного положения, при котором ее плоскость перпендикулярна набегающему потоку. Инерционность пластины позволяет преодолевать ей фазу тормозящего момента аэродинамической силы. В предельном случае нулевого момента инерции самовращение невозможно. Реализуются режимы затухающих или незатухающих колебаний около равновесного положения пластины поперек потока. При совместном обтекании рядом расположенных пластин в параллельном тандеме взаимодействие кромочных вихрей, порожденных соседними пластинами, приводит к увеличению угловой скорости вращения каждой из них по сравнению со случаем одиночной пластины. Разработанный программный комплекс может применяться в инженерных приложениях при расчете ветряков вертикально-роторного типа.

	ИСТИНА	Войти в систему Регистрация
	ИСТИНА ЦЭМИ РАН
	Главная Поиск Статистика О проекте Помощь

ИСТИНА

ИСТИНА ЦЭМИ РАН

Численное моделирование самовращения пластин в потоке вязкой жидкостистатья

Прикрепленные файлы