1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Известия РАН. Механика жидкости и газа
  4. № 6, 2023

Известия РАН. Механика жидкости и газа, 2023, № 6, стр. 132-143

ТУРБУЛЕНТНЫЕ ЧИСЛА ШМИДТА И ПРАНДТЛЯ В ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ НА СТЕНКЕ С ЗАВЕСНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ ПРИ ВДУВЕ ИНОРОДНОГО ГАЗА ЧЕРЕЗ ПОРИСТУЮ ВСТАВКУ

В. Г. Лущик a, *, М. С. Макарова a, **, С. С. Попович a, ***

a МГУ им. М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт механики
Москва, Россия

* E-mail: vgl_41@mail.ru
** E-mail: april27_86@mail.ru
*** E-mail: pss@imec.msu.ru

Поступила в редакцию 24.05.2023
После доработки 04.07.2023
Принята к публикации 01.08.2023

Аннотация

С использованием трехпараметрической RANS-модели турбулентности, дополненной уравнениями переноса для турбулентных потоков тепла и массы, проведено численное исследование изменения турбулентных чисел Шмидта и Прандтля в пограничном слое на стенке с завесным охлаждением при вдуве гелия в поток ксенона через пористую вставку. Проведено сравнение полученных результатов с расчетными данными для постоянных значений турбулентных чисел Шмидта и Прандтля.

Ключевые слова: RANS-модель турбулентности, уравнения переноса для турбулентных потоков тепла и массы, вдув газа, турбулентное число Прандтля, турбулентное число Шмидта

Список литературы

  1. Kays W.M. Turbulent Prandtl number – where are we? // Trans. ASME. J. Heat Transf. 1994. V. 116. P. 284–295.

  2. McEligot D.M., Taylor M.F. The turbulent Prandtl number in the near–wall region for low–Prandtl–number gas mixture // Int. J. Heat Mass Transf. 1996. V. 39. P. 1287–1295.

  3. Redjem-Saad L., Ould-Rouiss M., Lauriat G. Direct numerical simulation of turbulent heat transfer in pipe flows: Effect of Prandtl number // Int. J. Heat Fluid Flow. 2007. V. 28. № 5. P. 847–861.

  4. Kawamura H., Ohsaka K., Abe H., Yamamoto K. DNS of turbulent heat transfer in channel flow with low to medium-high Prandtl number fluid // Int. J. Heat Fluid Flow. 1998. V. 19. № 5. P. 482–491.

  5. Kawamura H., Abe H., Matsuo Y. DNS of turbulent heat transfer in channel flow with respect to Reynolds and Prandtl number effects // Int. J. Heat Fluid Flow. 1999. V. 20. № 3. P. 196–207.

  6. Christopher N., Peter J.M.F., Kloker M.J., Hickey J.P. DNS of turbulent flat-plate flow with transpiration cooling // Int. J. Heat Mass Transf. 2020. V. 157. 119972.

  7. Moffat R.J., Kays W.M. A Review of Turbulent–Boundary–Layer Heat Transfer Research at Stanford, 1958–1983 // Adv. Heat Transf. 1984. V. 16. P. 241–365.

  8. Kader B.A., Yaglom A.M. Heat and mass transfer laws for fully turbulent wall flows // Int. J. Heat Mass Transf. 1972. V. 15. P. 2329–2351.

  9. Лущик В.Г., Макарова М.С. Турбулентное число Прандтля в пограничном слое на пластине: влияние молекулярного числа Прандтля, вдува (отсоса) и продольного градиента давления // Теплофизика и аэромеханика. 2018. Т. 25. № 2. С. 177–190.

  10. Leontiev A.I., Lushchik V.G., Makarova M.S. Study of effect of molecular prandtl number, transpiration, and longitudinal pressure gradient on flow and heat transfer characteristics in boundary layers // Comput. Therm. Sci. 2019. V. 11. P. 41–49.

  11. Лущик В.Г., Павельев А.А., Якубенко А.Е. Трехпараметрическая модель сдвиговой турбулентности // Изв. АН СССР. МЖГ. 1978. № 3. С. 13–25.

  12. Лущик В.Г., Павельев А.А., Якубенко А.Е. Уравнение переноса для турбулентного потока тепла. Расчет теплообмена в трубе // Изв. АН СССР. МЖГ. 1988. № 6. С. 42–50.

  13. Леонтьев А.И., Лущик В.Г., Якубенко А.Е. Особенности теплообмена в области газовой завесы при вдуве инородного газа // Изв. РАН. МЖГ. 2010. № 4. С. 52–59.

  14. Лущик В.Г., Якубенко А.Е. Пристенная щелевая завеса на пластине в сверхзвуковом потоке. Сравнение расчета с экспериментом // Изв. РАН. МЖГ. 2001. № 6. С. 83–91.

  15. Лущик В.Г., Макарова М.С. Особенности теплообмена на проницаемой поверхности в сверхзвуковом потоке при вдуве инородного газа // Изв. РАН. МЖГ. 2020. № 5. С. 61–64.

  16. Абрамович Г.Н., Кузьмич В.Б., Секундов А.Н., Смирнова И.П. Экспериментальное и расчетное исследование сверхзвуковой пристеночной струи в спутном сверхзвуковом потоке // Изв. АН СССР. МЖГ. 1972. № 4. С. 25–32.

  17. Peter J.M.F., Kloker M.J. Direct numerical simulation of supersonic turbulent flow with film cooling by wall-parallel blowing // Phys. Fluids. 2022. V. 34. 025125.

  18. He G., Guo Ya., Hsu A.T. The effect of Schmidt number on turbulent scalar mixing in a jet-in-crossflow // Int. J. Heat Mass Transf. 1999. V. 42. P. 3727–3738.

  19. Tominaga Yo, Stathopoulos T. Turbulent Schmidt numbers for CFD analysis with various types of flow field // Atmos. Environ. 2007. V. 41. P. 8091–8099.

  20. Иевлев В.М. Турбулентное движение высокотемпературных сплошных сред. М.: Наука, 1975. 256 с.

  21. Kays W.M. Convective Heat and Mass Transfer. McGraw-Hill Education; 4th edition, 2004. 512 c.

  22. Кадер Б.А., Яглом А.М. Законы подобия для пристенных турбулентных течений // Итоги науки и техники. Сер. Механика жидкости и газа. М.: ВИНИТИ. 1980. Т. 15. С. 81–155.

  23. Шервуд Т., Пигфорд Р., Уилки Ч. Массопередача. М.: Химия, 1982. 696 с.

  24. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. Л.: Химия, 1982. 593 с.

  25. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М: Наука, 1974. 711 с.

  26. Кутателадзе С.С., Леонтьев А.И. Тепломассообмен и трение в турбулентном пограничном слое. М.: Энергоатомиздат, 1985. 319 с.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Известия РАН. Механика жидкости и газа

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал