Наближене розв’язання рівняння Нав’є-Стокса для каналів двокутного перерізу

Автор(и)

  • Олена Миколаївна Гумен Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0003-3992-895X
  • Віктор Олександрович Мілейковський Київський національний університет будівництва і архітектури, Повітрофлотський просп., 31, м. Київ, Україна, 03680, Україна https://orcid.org/0000-0001-8543-1800
  • Володимир Григорович Дзюбенко Київський національний університет будівництва і архітектури, Повітрофлотський просп., 31, м. Київ, Україна, 03680, Україна https://orcid.org/0000-0003-2468-2555

DOI:

https://doi.org/10.15587/2312-8372.2015.41212

Ключові слова:

ламінарний потік, двокутний канал, теплоутилізація, полімерна плівка, полімерний теплообмінник, підземні води

Анотація

Запропоновано підхід до наближеного розв’язання рівняння Нав’є-Стокса для напірної течії в каналах двокутного перерізу. Показано, що використання параболічного профілю швидкості не дає необхідної точності для інженерних розрахунків. Отримано високу швидкість збіжності рівняння на запропонованій сітці. Визначено коефіцієнт поля швидкості та коефіцієнт опору тертя Дарсі. Запропоновані залежності для інженерного розрахунку ламінарних потоків у двокутних каналах.

Біографії авторів

Олена Миколаївна Гумен, Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Доктор технічних наук, професор, член Міжнародної асоціації геометрії та графіки (ISGG)

Кафедра нарисної геометрії, інженерної та комп’ютерної графіки

 

Віктор Олександрович Мілейковський, Київський національний університет будівництва і архітектури, Повітрофлотський просп., 31, м. Київ, Україна, 03680

Кандидат технічних наук, доцент, член Міжнародної асоціації геометрії та графіки (ISGG)

Кафедра теплогазопостачання і вентиляції

Володимир Григорович Дзюбенко, Київський національний університет будівництва і архітектури, Повітрофлотський просп., 31, м. Київ, Україна, 03680

Старший викладач, полковник

Кафедра охорони праці та навколишнього середовища

Посилання

  1. Kezlia, Е. А. (1988). Vozdukhonagrevatel iz polimernoi plenki dlia sistem vozdushnogo otopleniia teplits. Kyiv, 20.
  2. Alishaev, М. G. (2013). Tochnye resheniia laminarnogo dvizheniia viazkoi zhidkosti po priamolineinym trubam nekruglykh sechenii. Dagestanskie elektronnye matematicheskie izvestiia, Vol. 1, 88-102. Available: http://mathreports.ru/static?id=130
  3. Khmelnik, S. I. (2010). Uravnenie Navie-Stoksa. Sushchestvovanie i metod poiska globalnogo resheniia. Izrail: MiC, 108.
  4. Aliamovskii, А. А., Sobachkin, А. А., Odintsov, Е. V., Kharitonovich, А. I., Ponomarev, N. B. (2008). SolidWorks 2007/2008. Kompiuternoe modelirovanie v inzhenernoi praktike. Spb.: BKHV-Peterburg, 1040.
  5. Ströher, G. R., Nicoleti, J. F., Zaparoli, E. L., Ströher, G. L., Andrade, C. R. de. (2011, September 20). Avaliação de modelos RANS de turbulência para o problema de jato livre circular axissimétrico. Acta Scientiarum. Technology, Vol. 33, № 4, 425-433. doi:10.4025/actascitechnol.v33i4.8312
  6. Topcu, O. (2012). CFD-DP Modeling of Multiphase Flow in Dense Medium Cyclone. CFD Letters, 4 (1), 33-42.
  7. Subodh Bahirat, Joshi, P. V. (2014). CFD Analysis of Plate Fin Tube Heat Exchanger for Various Fin Inclinations. International Journal of Engineering Research and Applications, Vol. 4, № 8, 116-125.
  8. Al-Dulaimy, F. M. (2013). Assessment of two phase flow in a venture convergent- divergent nozzle. Tikrit Journal of Engineering Science, Vol. 15, № 2, 17-31.
  9. Saeed Baghdar Hosseini, Mahdi Ahmadvand, Ramin Haghighi Khoshkhoo, Hassan Khosravi. (2013). The Experimental and Simulations Effect of Air Swirler on Pollutants from Biodiesel Combustion. Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology, Vol. 5, № 18, 4556-4562.
  10. Kayne, A., Agarwal, R. (2013). Computational fluid dynamics modeling of mixed convection flows in buildings enclosures. International Journal of Energy and Environment, Vol. 4, № 6, 911-932. doi:10.1115/es2013-18026
  11. Pimpun Tongpun, Eakarach Bumrungthaichaichan, Santi Wattananusorn. (2014). Investigation of entrance length in circular and noncircular conduits by computational fluid dynamics simulation. Songklanakarin Journal of Science and Technology, Vol. 36, № 4, 471-475.
  12. Rajat Gupta, Rituraj Gautam, Siddhartha Sankar Deka. (2014). CFD study of a twisted blade H-Darrieus wind turbine. International Journal of Energy and Environment, Vol. 5, № 4, 505-520.
  13. Cheng, W., Nie, W., Zhou, G., Yang, J. (2013, February 1). Research on Eddy Air-Curtain Dust Controlled Flow Field in Hard Rock Mechanized Driving Face. Journal of Networks, Vol. 8, № 2, 453-460. doi:10.4304/jnw.8.2.453-460
  14. Li, Z., Agarwal, R., Gao, H. (2013). Development of DMC controllers for temperature control of a room deploying the displacement ventilation HVAC system. International Journal of Energy and Environment, Vol. 4, № 3, 415-426. doi:10.1115/es2012-91007
  15. Hallanger, A., Sand, I. O. (2013). FD Wake Modelling with a BEM Wind Turbine Sub-Model. Modeling, Identification and Control: A Norwegian Research Bulletin, Vol. 34, № 1, 19–33. doi:10.4173/mic.2013.1.3
  16. Ramzi, M., AbdErrahmane, G. (2013). Passive Control via Slotted Blading in a Compressor Cascade at Stall Condition. Journal of Applied Fluid Mechanics, Vol. 6, № 4, 571-580.
  17. Harinaldi, Budiarso, Warjito, Engkos Achmad Kosasih, Rustan Tarakka, Sabar Pangihutan Simanungkalit, I Gusti Made Fredy Lay Teryanto. (2012). Modification of flow structure over a van model by suction flow control to reduce aerodynamics drag. Makara Seri Teknologi, Vol. 16, № 1, 15-21. doi:10.7454/mst.v16i1.1021
  18. Khudheyer, A. F., Mahmoud, M. Sh. (2011). Numerical analysis of fin-tube plate heat exchanger by using CFD technique. Journal of Engineering and Applied Sciences, Vol. 6, № 7, 1-12.
  19. Marzouk, O. A., Huckaby, E. D. (2010). Simulation of a Swirling Gas-Particle Flow Using Different k-epsilon Models and Particle-Parcel Relationships. Engineering Letters, Vol. 18, № 1, 56-67.
  20. Aliamovskii, А. А. (2010). SolidWorks Simulation. Kak reshat prakticheskie zadachi. Spb., BKHV-Peterburg, 448.
  21. Mooney, K., Höpken, J., Maric, T. (2014). Getting Started with OpenFOAM Technology. Birmingham-Mumbai: PACKT Publishing, 59. Available: https://www.safaribooksonline.com/library/view/getting-started-with/9781782161769/
  22. Babenko, К. I. (2002). Ocnovy chislennogo analiza. М.-Izhevsk: NITS “Reguliarnaia i khaoticheskaia dinamika”, 848.
  23. Alekseev, Е. R., Chesnokova, О. V., Rudchenko, Е. А. (2008). Scilab: Reshenie inzhenernykh i matematicheskikh zadach. Мoskva: ALT Linux; BINOM. Laboratoriia znaniy, 260.
  24. Chichkarev, Е. А. (2012). Kompiuternaia matematika s Maxima. Мoskva: ALT Linux, 384.
  25. Walter, E. (2014). Numerical Methods and Optimization: a Consumer Guide. Springer, 476. doi:10.1007/978-3-319-07671-3
  26. Spasskii, К. N. (2009). Gidravlika i gidravlicheskie mashiny. Мoskva: МGOU, 176.
  27. Gudilin, N. S., Krivenko, Е. М., Makhovikov, B. S., Pastoev, I. L.; In: Pastoev, I. L. (2007). Gidravlika i gidroprivod. Ed. 4. Мoskva: Izd-vo «Gornaia kniga», Izd-vo Moskovskogo gosudarstvennogo gornogo universiteta, 519.
  28. Graham, R., Knuth, D., Patashnic, O. (1998). Concrete Mathematics. A Founfation for Computer Science. Ed. 2. Addison-Wesley, 657.

##submission.downloads##

Опубліковано

2015-04-02

Як цитувати

Гумен, О. М., Мілейковський, В. О., & Дзюбенко, В. Г. (2015). Наближене розв’язання рівняння Нав’є-Стокса для каналів двокутного перерізу. Technology Audit and Production Reserves, 2(5(22), 42–50. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2015.41212

Номер

Том 2 № 5(22) (2015): Математичне моделювання. Інформаційно-керуючі системи

Розділ

Математичне моделювання: Оригінальне дослідження

Ліцензія

Авторське право (c) 2016 Технологічний аудит та резерви виробництва

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.