ВЕРИФІКАЦІЯ РОЗРАХУНКУ ТЕЧІЇ ЕЛЕКТРОПРОВІДНОЇ РІДИНИ В КРУГЛИХ ТРУБАХ
DOI:
https://doi.org/10.18664/1994-7852.196.2021.242076Ключові слова:
електропровідна рідина, верифікація, чисельний розрахунок, математичне моделювання, магнітна гідродинамікаАнотація
На основі порівняння результатів чисельного розрахунку з
експериментальними даними проведено верифікацію розрахунку течії електропровідної
рідини в круглих трубах та визначено оптимальну за похибкою розрахунку модель
турбулентності й параметрів її використання. Дослідження проводилося на основі
порівняння експериментальних досліджень за PIV-методом велосиметрії. Рідина вважалася
в’язкою, нестисливою та електропровідною. Керуючі нелінійні рівняння імпульсу
розв’язуються чисельно, використовуючи метод контрольних об’ємів. Аналіз суми квадратів відхилень розрахункових точок від експериментальних показав, що для течії без впливу магнітного поля найкращою є модель турбулентності BSL Reynolds Stress, при наявності магнітного поля – k-ɛ модель. Кількість елементів сітки практично не впливає на точність
розрахунку перепаду тиску.
Посилання
Frank M. Visual analysis of two-dimensional magnetoh.-drodynamics. Phys. Fluids. 2001.
Vol. 13. 2287-2295.
Gedik E., Kurt H., Recebli Z. CFD simulation of magnetohydrodynamic flow of a liquidmetal
galinstan fluid in circular pipes. Fluid Dynamics and Materials Processing. 2013. 9(1). P. 23-33.
Sabu A. S., Mathew A., Neethu T. S., George K. A. Statistical analysis of MHD convective
ferro-nanofluid flow through an inclined channel with hall current, heat source and soret effect.
Thermal Science and Engineering Progress. 2021. 22. 100816.
Nijhawan P., Singla M. K., Gupta J. A Proposed Hybrid Model for Electric Power
Generation: A Case Study of Rajasthan, India. IETE Journal of Research. 2021. P. 1-11.
Attia H. A., Ahmed M. E. Circular pipe MHD flow of a dusty Bingham fluid. Journal of
Applied Science and Engineering. 2005. 8(4). P. 257-265.
Сёмин Д. А., Роговой А. С. Влияние типа и размера расчетных сеток на точность
расчета течений в вихрекамерных нагнетателях. Вісник Національного технічного
університету «ХПІ». Сер. Гідравлічні машини та гідроагрегати. 2016. № 41 (1213). С. 70-77.
Верификация расчетов течений в вихрекамерных устройствах / Д. А. Сёмин,
А. С. Роговой, А. Н. Левашов, Я. Н. Левашов. Вісник НТУ «КПІ». Сер. Машинобудування.
№ 2 (77). С. 71-78.
Hartmann J., Lazarus F. Hg-dynamics II. Theory of laminar flow of electrically conductive
Liquids in a Homogeneous Magnetic Field. 1937. 15(7). 47 p.
Davidson P. A. Magnetohydrodynamics in materials processing. Annual Review of Fluid
Mechanics. 1999. 31(1). P. 273-300.
Takeuchi J., Satake S.I., Morley N.B., Kunugi T., Yokomine T., Abdou M.A. Experimental
study of MHD effects on turbulent flow of Flibe simulant fluid in circular pipe. Fusion Engineering
and Design. 2008. 83 (7-9). P. 1082-1086.
Zhang X., Pan C., Xu Z. Experimental investigations on liquid metal MHD turbulent flows
through a circular pipe with a conductive wall. Fusion Engineering and Design. 2017. 125. P. 647-652.
Rogovyi A. S. Verification of fluid flow calculation in vortex chamber superchargers.
Автомобильный транспорт: сб. науч. тр. Харьков, 2016. Вып. 39. С. 39-46.
Tavangar S., Hashemabadi S. H., Saberimoghadam A. CFD simulation for secondary
breakup of coalewater slurry drops using OpenFOAM. Fuel Process Technol. 2015. 132. P. 153-163.
Chernetskaya-Beletskaya N., Rogovyi A., Baranov I., Krut A., Miroshnikova M., Bragin N.
Increasing the efficiency of highly concentrated coal-water fuel based on the simulation of non-
Newtonian fluid flow. In MATEC Web of Conferences. 2019. Vol. 294. 01009.
Rogovyi A., Korohodskyi V., Medvediev Ye. Influence of Bingham fluid viscosity on
energy performances of a vortex chamber pump. Energy. 2021. Vol. 218. 119432.
American Institute of Aeronautics and Astronautics. AIAA guide for the verification and
validation of computational fluid dynamics simulations. American Institute of aeronautics and
astronautics; 1998. 15 p.
Сьомін Д. О., Роговий А. С. Вихорокамерні нагнітачі: монографія. Харків. ФОП
Мезіна В. В. 2017. 204 с.
Widlund O. Implementation of MHD model equations in CFX 4.3. 2000. P. 133–179.
Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа: учеб. для вузов. Изд. 7-е, испр. Москва:
Дрофа, 2003. 840 с.
Роговий А. С. Розробка теорії та методів розрахунку вихорокамерних нагнітачів:
дис... д-ра техн. наук : спец. 05.05.17 / Харківський нац. автомобільно-дорожній ун-т. Харків,
364 с.
Математична модель просторової тривимірної течії водовугільного палива
/ Н. Б. Чернецька-Білецька, А. С. Роговий, І. О. Баранов, М. В. Мірошникова. Вісник СНУ
ім. В. Даля. Сєвєродонецьк: Вид-во Східноукр. нац. ун-ту ім. В.Даля. 2018. № 1 (242). С. 159-164.
Гарбарук А. В., Стрелец М. Х., Шур М. Л. Моделирование турбулентности в расчетах
сложных течений: учеб. пособ. Санкт-Петербург: Изд-во Политех-го ун-та, 2012. 88 с.
Вихрові виконавчі пристрої: у 2-х ч.: монографія / Д. О.Сьомін, В. О. Павлюченко,
Я. І. Мальцев, С. В. Войцеховський, А. С. Роговий, Л. В. Дмитрієнко, М. О. Мальцева.
Луганськ: Вид-во СНУ ім. В. Даля, 2009. Ч. 1. Однорідні робочі середовища. 256 с.
Ansys C. F. X. Solver Theory Guide. Release 2019 R3. Canonsburg: ANSYS. 2019. 814 p.
Launder B. E., Spalding D. B. The numerical computation of turbulent flows. Computer
Methods in Appl. Mech. and Eng. 1974. 3. P. 269–289.
Zhang H., Li J., Wang Z., Xu Y., Lai Y. The numerical modeling of melt flow and mhd
instabilities in an aluminum reduction cell. JOM, 2010. 62(11). P. 26-31.
Matyushenko A. A., Stabnikov A. S., Garbaruk A. V. Criteria of computational grid
generation for turbulence models taking into account laminar-turbulent transition. In Journal of
Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1400, No. 7. 077047.
Han X., Sagaut P., Lucor D. On sensitivity of RANS simulations to uncertain turbulent
inflow conditions. Comput. Fluids. 2012. Vol. 61. P. 2–5.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Наталія Борисівна Чернецька-Білецька, Андрій Сергійович Роговий, Марія Володимирівна Мірошникова, Антон Романович Штиков
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
