Введение к работе
Актуальность работы. Необходимость дальнейшего улучшения характеристик промышленных энергетических установок (ПЭУ), повышения эффективности работы, экологических показателей, сокращения расходов, связанных с экспериментальной доработкой ПЭУ, требует интенсивного развития методов проектирования, использующих возможности современных численных методов моделирования течений жидкости и газа, базирующихся на использовании современных возможностей вычислительной техники. Применяемые в настоящее время методы проектирования ПЭУ, использующие существующие численные алгоритмы, не позволяют с требуемой точностью моделировать рабочие процессы в реальных конструкциях ПЭУ со сложной трехмерной конфигурацией.
Цель работы - применение новой численной Технологии Прямоугольных Адаптивных Сеток (ТАПС) для решения задач моделирования трехмерных вихревых и закрученных течений в современных промышленных энергетических установках с произвольной геометрией.
Научная новизна работы определяется тем, что:
впервые на основе высокоэффективной ТАПС технологии разработана практическая методика расчета трехмерных вихревых течений в промышленных энергетических установках;
впервые произведен трехмерный анализ вихревых течений в ПЭУ со сложной трехмерной геометрией (в раздающих магистралях, горелках и топках водогрейных котлов ТЭЦ, аэродинамическом фильтре и центробежных насосах).
Достоверность и обоснованность научных положений определяется:
сравнением с известными экспериментальными данными,
полученными для вихревых течений в ПЭУ различных
типов;
сравнением с результатами других расчетов.
Значимость работы для науки и практики заключается в:
создании на базе ТАПС высокоэффективного и универсального расчетного метода для моделирования сложных вихревых и закрученных течений в ПЭУ;
проведении расчетных исследований по изучению структуры течения в ПЭУ и определении интегральных инженерных характеристик;
результаты этих исследований в настоящее время уже используются при проектировании реальных ПЭУ в таких организациях, как НПО "Энергомаш", ЦНИИМАШ и АО "МОСЭНЕРГО".
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались:
на ХХПом международном конгрессе ESAO, 19-21 октября 1995, Берлин, ФРГ,
на международной выставке CEBIT96, 12-20 марта 1996, Гановер, ФРГ,
на международной выставке CEBIT97, 11-19 марта 1997, Гановер, ФРГ,
Computer Science of Russia, 25-30 ноября 1996, Брюссель, Бельгия.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 2
5 На защиту выносится:
в создание на базе ТАПС технологии методики моделирования сложных трехмерных вихревых и закрученных течений в ПЭУ, включающей в себя:
оптимальную стратегию проведения расчетов по ТАПС технологии для дозвуковых и несжимаемых течений;
принципы расчета вихревых течений, с использованием ТАПС технологии;
введение пристеночных функций для адекватного моделирования пограничного слоя в рамках ТАПС технологии;
использование ТАПС технологии для расчета течений во вращающейся цилиндрической системе координат;
результаты анализа вихревых горелок и топки водогрейного котла;
результаты параметрического исследования для аэродинамического фильтра;
результаты анализа центробежных насосов;
результаты расчетов в пространственных криволинейных каналах (труба с двумя поворотами, раздающая магистраль со смесителем, аорта собаки);
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы. Каждая из глав содержит постановку задачи, изложение данных исследования и полученных результатов, основные выводы.
Работа изложена на 136 страницах машинописного текста и иллюстрирована 119 рисунками, содержит 7 таблиц. Список литературы содержит 85 наименований.