Теоретические подходы Численное моделирование

В течение ряда лет опубликовано достаточно большое число теоретических и экспериментальЕгых работ, посвященных изучению указанных течений в криволинейных каналах [2, 6—141 и трубах [151 и др. Неоднократно предпринимались попытки построения приближенных методов расчета турбулентных течений около выпуклой и вогнутой поверхностей [16] и др. Однако, как отмечается в [17], существующие методы предсказания течений па криволинейной стенке не вполне корректны даже в применении к относительно простым криволинейным поверхностям. Следует признать, что пока не существует высокоэффективных и универсальных методов расчета этого класса пространственных течений. Во всяком случае, анализ современной литературы отчетливо показывает, что ясного понимания механизма влияния продольгшй кривизны пока еще нет, а существующие модели течения не позволяют получить вполне адекватных результатов. Некоторые полуэмпирические подходы к решению подобных задач, основанные преимущественно на использовании опытных данных, обсуждаются в [18]. В последнее время вследствие бурного развития численных методов в этом направлении есть несомненное продвижение (см., например, [19]). Выполненное в этой работе прямое численное моделирование трехмерных уравнений Навье— Стокса для турбулентного течения в канале умеренной кривизны при низких числах Re позволило устатювить ряд интересных свойств течения. Показано, в частности, что распределения характерных турбулентных величин совпадают на выпуклой и вогнутой поверхностях, если они масштабируются в локальных переменных закона стенки. Причем обнаруженные вихри Тейлора—Гертлера прямо ответственны за приблизительно половину разницы в рейнольдсовых касательных напряжениях между противоположными стенками канала. [c.165]

В двух последуюгцих главах рассматриваются основные подходы и методы математического и физического моделирования гетерогенных потоков. Вся история развития естествознания подтверждает обоюдную значимость и взаимодополнение теоретических и экспериментальных методов исследования. В построении теории любого физического явления (каким бы сложным или простым оно ни казалось при первоначальном рассмотрении) нельзя преуменьшать роль тех или иных методов исследования. Вышесказанное хорошо подтверждает вся история развития теории турбулентных однофазных и многофазных течений. В последние годы в связи с бурным развитием вычислительной техники большую роль в развитии теории двухфазных потоков начали играть методы математического моделирования (численные методы). Использование этих методов позволяет решать системы сложных дифференциальных уравнений и получать детальную информацию о тонкой структуре гетерогенных потоков. Интенсивный прогресс вычислительных машин дал также мошный импульс развитию методов экспериментального исследования. Использование быстродействующих процессоров позволяет проводить измерения тонких структурных характеристик гетерогенных потоков в реальном времени. [c.6]

Оценочный расчет параметров поля осколков с учетом дальности их разлета может проводиться в двух вариантах, В первом варианте алгоритмы анализа параметров поля осколков были построены на известных полуэмпирических методах и методах теоретической механики [155, 156]. Полуэмпирический подход с точки зрения численного моделирования является простым и оперативным способом прогнозирования осколочного поражения при разрушениях газопроводов. Его основным недостатком следует считать невысокую точность получаемых оценок. [c.342]

Предварительные замечания. В настоящее время численное моделирование прочно вошло в практику работы научно-исследовательских, проектно-конструкторских и производственных учреждений во всём мире. Известно, что правительства США и некоторых стран Европы и Юго-Восточной Азии на стадии разработки проекта обязывают своих производителей создавать полностью компьютерные модели будущих высокотехнологичных сложных изделий. Многочисленные успехи в изучении космического пространства и выборе рациональных форм летательных аппаратов, практике оптимального управления и разработке различных высоких технологий в немалой степени обязаны проведению так называемых вычислительных экспериментов и использованию полученной таким образом информации. При правильно поставленной, хорошо смоделированной и рационально алгоритмизированной задаче объём информации, который получается из расчётов, значительно полнее и стоит существенно дешевле соответствующих экспериментальных исследований. Однако ни в коей мере не должно принижаться принципиально важное значение натурного эксперимента, если он в принципе возможен. Опыт всегда остаётся основой исследования, подтверждающего (или отвергающего) схему и решение при том или ином теоретическом подходе. [c.197]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология