A new non‐equilibrium modification of the k−ω$$ k-\omega $$ turbulence model for supersonic turbulent flows with transverse jet

2024

Жабық қол жеткізу Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1002/fld.5337
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Abstract The goal of this research is to propose a new modification of a non‐equilibrium effect in the turbulence model to better predict high‐speed turbulent flows. For that, the two local compressibility coefficients are included in the balance production/dissipation terms in a specific dissipation rate equation. The specific dissipation rate reacts to changes in the local Mach number and density through these local coefficients. The developed model is applied to the numerical simulation of the spatial supersonic turbulent airflow with round hydrogen injection. In that, the effects of the proposed turbulence model on the flow field behavior (shock wave and vortex formations, shock wave/boundary layer interaction, and mixture layer) are studied via the solution of three‐dimensional Favre‐averaged Navier–Stokes equations with a third‐order Essentially Non‐Oscillatory scheme. A series of numerical experiments are performed, in which an allowable range of local constants by comparing results with experimental data is obtained. The non‐equilibrium modification by simultaneous decrease of the turbulence kinetic energy and increase of the specific dissipation rate gives a good agreement of the hydrogen depth penetration with experimental data. Also, the numerical experiment of the supersonic airflow with a nitrogen jet shows wall pressure distribution is consistent well with experimental data.