информацияenglish
Материалы конференции

Лубина А.С. Седов А.А.

Верификация CFD-моделей ANSYS FLUENT для однофазных течений в каналах простой формы

Проблема повышения точности воспроизведения гидродинамики и теплообмена в реакторных установках с помощью CFD-кодов на сегодняшний день является довольно актуальной. Среди большого числа пользователей этих кодов бытует ощущение, что эти коды дают очень точную картину течения и теплообмена в проточных геометриях любой сложности. Однако, на самом деле, модели, реализованные в CFD-кодах, как правило, относятся к достаточно узкой области применения, и их использование за рамками этой области может быть некорректно, а, в некоторых случаях, даже приводить к качественно неправильным нефизичным результатам. В любом случае, перед использованием той или иной модели (или набора моделей) в CFD-коде нужно быть уверенным, что данная комбинация моделей применима к конкретному исследуемому процессу. Единственным критерием для ответа на вопрос: применим или не применим код в желаемой области, является наличие или отсутствие верификации используемых в нем моделей для этой области.

Настоящая работа посвящена верификации моделей программного комплекса ANSYS FLUENT, используемых для расчета турбулентных течений в каналах с неизменяемой геометрией по длине: трубы, щелевые каналы и ячейки пучков стержней с различным относительным шагом их установки. Для верификации использовались бенч-топ экспериментальные данные, полученные на хорошо инструментированных каналах, продуваемых воздухом. Было проведено сравнение результатов расчета с имеющимися экспериментальными данными по профилям скорости, турбулентной кинетической энергии, а также Рейнольдсовых напряжений. Верификация проводилась для чисел Рейнольдса в диапазонах: (1,3 – 3,2) ∙104 для щели, (5 – 50) ∙104 для трубы и (2,4 – 7,2) ∙104 для ячеек пучков стержней. Относительные шаги расположения стержней в пучках находились в диапазоне 1,12 – 1,5. Проведенная верификация показала проблемные места используемых для подобных расчетов моделей.

Полная версия (русский)