Вышедшие номера
Оценка точности RANS-моделирования течения в дросселе с винтовыми канавками
Афремов Д.А.1, Гарбарук А.В.2, Матюшенко А.А.2, Стрелец М.Х.2, Тутукин А.В.1
1Акционерное общество "Ордена Ленина Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля", Москва, Россия
2Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия
Email: strelets@cfd.spb.ru
Поступила в редакцию: 24 ноября 2025 г.
В окончательной редакции: 22 января 2026 г.
Принята к печати: 3 февраля 2026 г.
Выставление онлайн: 29 апреля 2026 г.

Выполнено сравнение результатов расчетов течения жидкометаллического теплоносителя в репрезентативном модельном дросселе для управления распределением расхода между изделиями активной зоны ядерных реакторов и их элементами, полученных в рамках уравнений Рейнольдса, замкнутых с помощью нескольких полуэмпирических моделей турбулентности, которые широко используются в инженерной практике, и с использованием высокоточного вихреразрешающего гибридного подхода. В результате установлено следующее. С помощью стационарных уравнений Рейнольдса получить решение рассматриваемой задачи не удается: независимо от используемой модели турбулентности, итерационный алгоритм решения не сходится. В противоположность этому, решения, полученные с использованием нестационарных уравнений Рейнольдса, качественно согласуются с результатами вихреразрещающего подхода (воспроизводят наблюдаемые при его использовании низкочастотные колебания параметров потока). Однако в зависимости от используемой модели турбулентности погрешность расчета осредненного по времени перепада давления в дросселе составляет при этом от 5.1 % до 17.1 %. Эта погрешность является наибольшей для модели k-ε, а соответствующие погрешности моделей семейства k-ω составляют от 5.1 % до 6.9 %, что является приемлемым для инженерных расчетов. Ключевые слова: турбулентные течения, дроссель для активной зоны реактора, численное моделирование, уравнения Рейнольдса, модели турбулентности, LES с пристеночным моделированием.
  1. Р.Р. Ионайтис. Вопросы атомной науки и техники (ВАНТ). Серия Физика и техника ЯР, 32 (3), 40 (1983)
  2. А.В. Гарбарук, М.Х. Стрелец, А.К. Травин, М.Л. Шур. Современные подходы к моделированию турбулентности (Изд-во Политех. ун-та, СПб., 2016)
  3. J. Smagorinsky. Monthly Weather Rev., 91, 99 (1963). DOI: 10.1175/1520-0493(1963)091<0099:GCEWTP>2.3.CO;2
  4. U. Piomelli, E. Balaras. Annual Rev. Fluid Mechan., 34, 349 (2002). DOI: 10.1016/j.paerosci.2008.06.001
  5. J. Larsson, S. Kawai, J. Bodart. Mech. Eng. Rev., 3 (1), 418 (2015). DOI: 10.1299/mer.15-00418
  6. S.T. Bose, G.I. Park. Annual Rev. Fluid Mech., 50 (1), 535 (2018). DOI: 10.1146/annurev-fluid-122316-045241
  7. R. Zangeneh. Fluids, 6 (7), 246 (2021). DOI: 10.3390/fluids 6070246
  8. А.А. Дядькин, С.П. Рыбак, Г.А. Трашков, А.В. Гарбарук, М.Х. Стрелец, М.Л. Шур, С.М. Дроздов, Е.П. Столяров. Космическая техника и технологии, 24 (1), 5 (2019)
  9. F.R. Menter, A. Huppe, A.A. Matyushenko, D.K. Kolmogorov. Appl. Sci., 11 (6), 2459 (2021). DOI: 10.3390/app11062459
  10. А.В. Гарбарук, М.Х. Стрелец, М.Л. Шур, А.А. Дядькин, С.П. Рыбак, M.В. Михайлов. Математическое моделирование, 33 (7), 18 (2021)
  11. Fluent Theory Guide, (2023)
  12. M.L. Shur, P.R. Spalart, M.Kh. Strelets, A.K. Travin. Intern. J. Heat and Fluid Flow, 29 (6), 1638 (2008). DOI: 10.1016/j.ijheatfluidflow.2008.07.001
  13. U. Piomelli, P. Moin, J.H. Ferziger. Phys. Fluids, 31, 1884 (1988). DOI: 10.1063/1.866635
  14. F.R. Menter, M. Kuntz, R. Langtry. In: Turbulence, Heat and Mass Transfer 4, ed. by K. Hanjalic, Y. Nagano, M. Tummers (Begell House, 2003), 625-63
  15. B.E. Launder, D.B. Spalding. Computer Methods in Appl. Mech. Eng., 3 (2), 269 (1974). DOI: 10.1016/0045-7825(74)90029-2
  16. P.E. Smirnov, F.R. Menter. J. Turbomachinery, 131 (4), 041010 (2009). DOI: 10.1115/1.3070573
  17. F.R. Menter, A. Matyushenko, R. Lechner. In: New Results in Numerical and Experimental Fluid Mechanics XII. DGLR 2018, ed. by A. Dillmann, G. Heller, E. Kramer, C. Wagner, C. Tropea, S. Jakirlic, (Springer, Cham, 2020), р. 101-109. DOI: 10.1007/978-3-030-25253-3_10
  18. J.Y. Murthy, W.J. Minkowycz, E.M. Sparrow, S.R. Muthur. In: Handbook of Numerical Heat Transfer 2nd Edition, ed. by W.J. Minkowycz, E.M. Sparrow, J.Y. Murthy. (John Wiley \& Sons, Inc, 2006), р. 1-51. DOI: 10.1002/9780470172599.ch1
  19. S.R. Mathur, J.Y. Murthy. Numerical Heat Transfer, Part B: Fundamentals, 32 (2), 195 (1997). DOI: 10.1080/ 10407799708915105
  20. S.E. Kim, S.R. Mathur, J.Y. Murthy, D. Choudhury. 36th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit (Reno, U.S.A., 1998), AIAA-Paper 231-1998. DOI: 10.2514/6.1998-231
  21. C.M. Rhie, W.L. Chow. AIAA J., 21 (11), 1525 (1983). DOI: 10.2514/3.8284
  22. С.А. Галаев, А.М. Левченя, В.В. Рис, Е.М. Смирнов. ЖТФ, 94(11), 1799(2024). DOI:10.61011/JTF.2024.11.59096.221-24

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.