Выбор модели турбулентности при математическом моделировании работы гребного винта

  • С.С. Герасимов Волжский государственный университет водного транспорта, г. Нижний Новгород, Россия https://orcid.org/0009-0008-6699-4243

Аннотация

математическое моделирование широко применяется для решения прикладных задач в области безопасности судоходства. Моделирование движения судна включает в себя моделирование работы гребного винта, создающего гидродинамические процессы в области кормы. Качество результатов моделирования зависит от используемых математических моделей. Турбулентность, возникающая при вращения гребного винта, описывается с помощью специальной модели турбулентности. В настоящее время существует три основные математические модели турбулентности:  и уравнения напряжений Рейнольдса. Выбор наиболее подходящей модели может быть осуществлен с помощью проведения численного эксперимента. В данной статье представлены результаты численного эксперимента, направленного на сравнение вышеуказанных моделей турбулентности, и их анализ на примере решения конкретной задачи.

Ключевые слова: безопасность судоходства, модель турбулентности k-ε, модель турбулентности k-ω, математическое моделирование, вычислительная гидродинамика, уравнения напряжений Рейнольдса

Литература

1. Patankar S. Numerical methods for solving problems of heat transfer and fluid dynamics / Per. from English. – M.: Energoatomizdat, 1984. – 152 p.
2. Launder, B.E.; Spalding, D.B. (March 1974). "The numerical computation of turbulent flows". Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 3 (2): 269–289. DOI:10.1016/0045-7825(74)90029-2.

3. Bradshaw, P. (1971), An introduction to turbulence and its measurement, Pergamon Press, ISBN 0080166210

4. An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method (2nd Edition)', H. Versteeg, W. Malalasekera; Pearson Education Limited; 2007; ISBN 0131274988

5. Wilcox, D. C. (2008), "Formulation of the k–ω Turbulence Model Revisited", AIAA Journal, 46 (11): 2823–2838, Bibcode:2008AIAAJ..46.2823W, doi:10.2514/1.36541

6. Launder, Brian Edward and Reece, G Jr and Rodi, W (1975). "Progress in the development of a Reynolds-stress turbulence closure". Journal of Fluid Mechanics. 68 (3): 537–566. Bibcode:1975JFM....68..537L. doi:10.1017/s0022112075001814. S2CID 14318348.

7. Организация и математическое планирование эксперимента: учебное пособие / Ю.В. Юдин, М.В. Майсурадзе, Ф.В. Водолазский. — Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2018.— 124 с.

Данные автора

Сергей Сергеевич Герасимов , Волжский государственный университет водного транспорта, г. Нижний Новгород, Россия

аспирант кафедры водных путей и гидротехнических сооружений, «Волжский государственный университет водного транспорта» (ФГБОУ ВО «ВГУВТ», 603951, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5, e-mail: Gerasimov.s.sergeevich@mail.ru

Опубликован
18-06-2025
Как цитировать
Герасимов, С. С. (2025). Выбор модели турбулентности при математическом моделировании работы гребного винта . Научные проблемы водного транспорта, (83), 205-211. https://doi.org/10.37890/jwt.vi83.598
Раздел
Эксплуатация водного транспорта, водные пути, сообщения и гидрография