Модификация и верификация численных алгоритмов для течения при разрушении плотины над горизонтальным дном
Г.Ю. Евтушок1, А.В. Бойко1, С.Н. Яковенко1, Е.Э. Яковенко1, К.С. Чан2
1Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, 630090, Россия evtgeorgii@mail.ru 2Национальный университет Чэн Гун, Тайнань, 70101, Тайвань kehchingchang@gmail.com
Ключевые слова: течение при разрушении плотины, столб воды, фронт волны, свободная поверхность, объемная фракция, поверхностное натяжение, модели турбулентности, вычислительная гидроаэродинамика
Страницы: 88-101
Аннотация
Выполнено численное моделирование возникающего при разрушении плотины течения воды над горизонтальным сухим дном. Модифицированы и верифицированы вычислительные технологии, включающие методы определения положения поверхности раздела и континуальную модель силы поверхностного натяжения, реализованные в коде PIFI, а также программный пакет OpenFOAM с решателем interFoam и различными версиями двухпараметрической (κ-ε)-модели с корректировками, выполненными с учетом поведения течений в областях с малыми числами Рейнольдса. Проведен анализ полученных в расчетах интегральных характеристик потока, возникающего при разрушении плотины, и выполнено их сравнение с данными измерений. Показано, что учет поверхностного натяжения и использование адекватной модели турбулентности приводят к торможению движения воды и, следовательно, к уменьшению скорости фронта волны, вследствие чего результаты проведенных вычислений и лабораторных экспериментов лучше согласуются.
DOI: 10.15372/PMTF20210209 |