Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

Flow around drop-shaped undervater vehicles.

Flow around drop-shaped undervater vehicles. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen
Författare: Fureby Christer, Alin Niklas
Ort: Stockholm
Sidor: 14
Utgivningsår: 1999
Publiceringsdatum: 1999-03-12
Rapportnummer: (FOA-R--99-01026-313)
Nyckelord Navier-Stokes ekvationer, storvirvelsimulering, rotationsellipsoid, turbulensmodeller, Navier-Stokes Equations, large eddy simulation, prolate spheroid, subgrid turbulence models
Sammanfattning För komplexa turbulenta strömningar är konventionella Reynolds medelvärdessimuleringsmodeller (RAS) otillräckliga medan vanliga storvirvelsimuleringsmodeller (LES) oftast leder till mycket dyra simuleringar. Dessutom används ofta icke-uniforma nät i många praktiska problem så att den rumsliga upplösningen, och nätets kvalitet, varierar kraftigt över beräkningsdomänen. Denna rapport syftar till att lägga grunden till simuleringsmodeller som automatiskt anpassar sig till RAS LES, eller direkt numerisk simulering (DNS), beroende på den rumsliga upplösningen. Den föreslagna simuleringsmodellen har härletts från Navier-Stokes ekvationen med hjälp av lågpassfiltrering, och skall slutas med hjälp av subgridturbulensmodeller som är formellt knutna till Reynolds spänningsmodeller för höga Re-tal och/eller för grovmaskiga nät. I den här studien har vi använt tensorvärda anisotropa virvelviskositetsmodeller för att simulera strömningen kring en rotationsellipsoid vid olika infallsvinklar. God kvalitativ överensstämmelse med experimentella data har erhållits med avseende på både separationens läge och de primära strömningsegenskaperna. Den här beräkningsmodellen kommer att göra det möjligt att genomföra nya komplexa simuleringar inom marin hydrodynamik som kan understödja designen av undervattensfarkoster såväl som ge en ökad förståelse, som i sin tur kan leda till reducerade hydroakustiska emissioner och förbättrad manöverbarhet.
Abstract For complex turbulent flows conventional Reynolds Average Simulation (RAS) models are insuficient while standard Large Eddy Simulation (LES) models most often lead to very expensive simulations. Furthermore, in many practical flow problems non-uniform grids are used so that the spatial resolution, and the quality of the grid, vary rapidly over the computational domain. In this report we attempt to lay the foundations for a simulation model that, depending on the level of spatial resolution, automatically adjusts to a RAS, LES or a Direct Numerical Simulation (DNS formulation. The proposed simulation capability is derived from the raw Navier Stokes equation using low-pass filtering, and should be closed using subgrid turbulence models that are formally tied to Reynolds stress models in the high Re/coarse grid limit. In this study we have used a tensor-valued anisotropic eddy-viscosity model to simulate the flow around a prolate spheroid at different angles of attack. Good qualitative agreement with experimental data is obtained concerning both the location of separation and primary flow features. This computational capability will enable new complex simulations in computational naval hydrodynamics that can support underwater vehicle design as well as provide understanding leading to reduced hydroacoustic emissions and improved maneuvering capabilities.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182