Влияние нелинейности в рамках RANS подхода на моделирование вихревых структур в сверхзвуковых турбулентных течениях
Автор: Носенко Н.А., Талызин В.А., Харченко Н.А.
Журнал: Труды Московского физико-технического института @trudy-mipt
Рубрика: Механика
Статья в выпуске: 2 (66) т.17, 2025 года.
Бесплатный доступ
Представлены результаты численных исследований влияния анизотропных свойств турбулентности на формирование вихревых структур в сверхзвуковых турбулентных течениях. Исследования проводились в рамках RANS подхода, где в качестве валидационных задач рассматривались два тестовых случая: течение в канале квадратного сечения и обтекание модельной конфигурации обратного уступа. В результате проведенных численных исследований показано преимущество использования нелинейной модели турбулентности в сравнении с линейной, состоящее в качественно правильном описании пространственных структур течений и в лучшем количественном согласии расчетных и экспериментальных данных. Получено дополнительное подтверждение того, что экспериментально наблюдаемая несимметричность течений возникает вследствие анизотропии турбулентности, а использование моделей с нелинейным видом тензора турбулентных напряжений в вычислительной модели позволяет получить экспериментально подтвержденные структуры таких течений.
Сверхзвуковые течения, турбулентный пограничный слой, анизотропия турбулентности, нелинейные модели, вычислительная аэрогазодинамика
Короткий адрес: https://sciup.org/142245015
IDR: 142245015 | УДК: 533.6.011.5
Influence of nonlinearity within the RANS approach on modelling of vortex structures in supersonic turbulent flows
The results of numerical studies of the influence of turbulence anisotropic properties on the formation of vortex structures in supersonic turbulent flows are presented. The studies were carried out within the RANS approach, where two test cases were considered as validation problems: flow in a channel of square cross-section and flow in a model configuration of a backward ledge. As a result of the numerical studies, the advantage of using a nonlinear turbulence model in comparison with a linear one is shown, which consists in a qualitatively correct description of the spatial structures of currents and in a better quantitative agreement between computational and experimental data. Additional confirmation that the experimentally observed asymmetry of flows arises due to turbulence anisotropy has been obtained, and the use of models with a nonlinear form of the turbulent stress tensor in the computational model allows us to obtain experimentally confirmed structures of such flows.
