Интенсивность турбулентности

1. Из CFD-Wiki Определение
2. Оценка интенсивности турбулентности
3. Полностью развитый поток труб
4. Рекомендации

Из CFD-Wiki

Определение

Интенсивность турбулентности, также часто называемая уровнем турбулентности, определяется как:

,

где является среднеквадратичным значением турбулентных колебаний скорости и средняя скорость ( Рейнольдс в среднем ).

Если турбулентная энергия, , известен может быть вычислено как:

может быть вычислено из трех компонентов средней скорости , а также как:

Оценка интенсивности турбулентности

При установке граничных условий для моделирования CFD часто необходимо оценить интенсивность турбулентности на входах. Чтобы сделать это точно, хорошо иметь какую-либо форму измерений или предыдущий опыт, на котором будет основываться оценка. Вот несколько примеров общих оценок интенсивности входящей турбулентности:

1. Корпус с высокой турбулентностью : высокоскоростной поток внутри сложной геометрии, такой как теплообменники, и поток внутри вращающегося оборудования (турбины и компрессоры). Обычно интенсивность турбулентности составляет от 5% до 20%.
2. Случай средней турбулентности : поток в не очень сложных устройствах, таких как большие трубы, вентиляционные потоки и т. Д. Или низкоскоростные потоки (низкий Число Рейнольдса ). Обычно интенсивность турбулентности составляет от 1% до 5%
3. Случай низкой турбулентности : Поток, возникающий из неподвижной жидкости, такой как внешний поток через автомобили, подводные лодки и самолеты. Высококачественные аэродинамические трубы также могут достигать очень низких уровней турбулентности. Обычно интенсивность турбулентности очень низкая, значительно ниже 1%.

Полностью развитый поток труб

Для полностью развитого потока в трубе интенсивность турбулентности в активной зоне можно оценить как [1]:

,

где это Число Рейнольдса на основе трубы гидравлический диаметр ,

Руссо и Басс опубликовали статью [2], в которой они выводят законы масштабирования интенсивности турбулентности, основанные на моделировании CFD и измерениях в Принстонской суперпайпе. Интенсивность турбулентности по площади трубы определяется как среднее арифметическое (AM). Законы масштабирования на основе измерений:

Масштабирование с использованием других определений интенсивности турбулентности исследовано в [3,4]. Здесь также обнаружено, что интенсивность турбулентности зависит от коэффициента трения как для гладких, так и для грубых стенок трубы.

Рекомендации

[1] ANSYS, Inc. (2018) , «Руководство пользователя ANSYS Fluent, выпуск 19.0», уравнение (6.68).

[2] Руссо Ф. и Бассе Н.Т. (2016) , «Масштабирование интенсивности турбулентности для тихоходного потока в гладких трубах», Flow Measure. Instrum., Vol. 52, с. 101–114.

[3] Бассе, Н.Т. (2017) , "Интенсивность турбулентности и коэффициент трения для потока с гладкой и неровной стенкой трубы", Fluids, vol. 2, 30.

[4] Бассе, NT (2018) , "Масштабирование интенсивности турбулентности: фуга", https://arxiv.org/abs/1801.06203 ,

Похожие