STRUCTURE OF SUBSONIC SEPARATION FLOW PAST CYLINDRICAL CAVITIES OF VARIOUS SHAPES IN PLAN ON THE WALL OF A PLANE CHANNEL

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The results of experimental and numerical studies of subsonic turbulent flow past cylindrical cavities of various shapes in plan on the plate or on the wall of a plane-parallel channel are present. The proposed shapes of cavities are modifications of a finite-span cylindrical trench with rounded spherical end faces, known in the literature as an oval-trench dimple (OTD). The pressure coefficient distributions are obtained and the patterns of surface streamlines are visualized for modified cylindrical cavities of V- and drop-shaped configurations of various relative depths. A comparative estimate of the intensity of reverse separation flow in oval-trench dimples of conventional and modified shapes is given. Such a flow affects the thermal-hydraulic characteristics of the surfaces with artificial relief. A comparison of the experimental results and the calculation carried out within the RANS technology showed that the proposed approach can be used in search for the optimum shape of the elements of artificial reliefs of heat exchange surfaces.

About the authors

M. A Zubin

Moscow State University, Institute of Mechanics

Email: zubinma@mail.ru
Moscow, Russia

A. F Zubkov

Moscow State University, Institute of Mechanics

Email: 9392998@mail.ru
Moscow, Russia

A. Yu Chulyunin

Moscow State University, Institute of Mechanics

Email: chulyu-n@mail.ru
Moscow, Russia

References

  1. Исаев С.А. Генезис аномальной интенсификации отрывного течения и теплообмена в наклонных канавках на структурированных поверхностях // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 2022. № 5. С. 13–24.
  2. Исаев С.А. Аэрогидродинамические механизмы интенсификации физико-энергитических процессов на структурированных энергоэффективных поверхностях // Теплофизика и аэромеханика. 2023. Т. 30. № 1. С. 83–88.
  3. Isaev S., Leontiev A., Chudnovsky Y., Popov I. Vortex Heat Transfer Enhancement in Narrow Channels with a Single Oval-trench Dimple Oriented at Different Angles to the Flow // J. Enhanced Heat Transfer. 2018. V. 25. № 6. P. 579–604.
  4. Исаев С.А., Грицкевич М.С., Леонтьев А.И., Попов И.А., Судаков А.Г. Аномальная интенсификация турбулентного отрывного течения в наклоненных однорядных овально-траншейных лунках на стенке узкого канала // Теплофизика высоких температур. 2019. Т. 57. № 5. С. 797–800.
  5. Isaev S.A., Mazo A.B., Nikushchenko D.V., Popov I.A. and Sudakov A.G. The influence of the angle of inclination of single-row oval-trench dimples in the stabilized hydrodynamic section of a narrow channel on the anomalous intensification of the separated turbulent flow // Technical Physics Letters. 2020. V. 46. № 11. P. 1064–1067.
  6. Исаев С.А., Сапожников С.З., Никущенко Д.В., Митяков В.Ю., Сероштанов В.В., Дубко Е.Б. Аномальная интенсификация вихревого теплообмена при отрывном обтекании воздухом наклонной канавки на нагретом изотермическом участке пластины // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 2024. № 1. С. 52–62.
  7. Зубин М.А., Зубков А.Ф. Структура отрывного обтекания цилиндрической каверны на стенке плоского канала // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 2022. № 1. С. 81–89.
  8. Зубин М.А., Зубков А.Ф., Чулюнин А.Ю. Режимы отрывного обтекания цилиндрических каверн различной формы в плане на стенке плоского канала // XIII Всероссийский Съезд по теоретической и прикладной механике: сборник тезисов. СПб: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС. 2023. Т. 2. С. 372–374.
  9. Аэродинамические установки Института механики МГУ / Под ред. Г.Г. Черного, А.И. Зубкова, Ю.А. Панова. М.: Изд-во Московского университета. 1985. 43 с.
  10. Shih T.H., Zhu J., Lumley J.L. A new Reynolds stress algebraic equation model. Comput Methods Appl Mech Eng. 1995. 125(1–4):287–302
  11. Arolla S.K., Durbin P.A. Modeling rotation and curvature effects within scalar eddy viscosity model framework // International Journal of Heat and Fluid Flow. 2013. V. 39. P. 78–89.
  12. Shur M.L. et al. Turbulence modeling in rotating and curved channels: assessing the Spalart-Shur correction // AIAA journal. 2000. V. 38. № 5. P. 784–792.
  13. Venkatakrishnan V. Convergence to steady state solutions of the Euler equations on unstructured grids with limiters // Journal of computational physics. 1995. V. 118. № 1. P. 120–130.
  14. Weiss J.M., Maruszewski J.P., Smith W.A. Implicit solution of preconditioned Navier-Stokes equations using algebraic multigrid // AIAA journal. 1999. V. 37. № 1. P. 29–36.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences