MODELOVÁNÍ PROUDĚNÍ V MEZNÍ VRSTVĚ ATMOSFÉRY Vladimíra Michalcová Lenka Lausová Katedra stavební mechaniky Fakulta stavební, VŠB – TU Ostrava

Fyzikální modelování

Systém simulace turbulence a drsnosti Vyústění kouřového generátoru - další vyústění muselo být realizováno v úplavu, neboť zde byl kondenzát v důsledku silné turbulence již homogenizován , částečně též odpařen. Výhodnou se jevila dodávaná kapalina s vyšším bodem varu

Matematické modelování proudění Computational Fluid Dynamics (CFD) LES DNS RAM RAM (Reynolds Average Modelling) simulace statistickými modely turbulence, turbulentní Reynoldsova napětí jsou určena různými modely turbulence, nebo se řeší přenosovou rovnicí DNS (Direct Numerical Simulation) přímá numerická simulace Navier- Stokesových rovnic LES (Large-Eddy Simulation) metoda velkých vírů založená na prostorovém středování veličin

Požadavky na uživatele z hlediska výpočetní metody mít informace o vlastnostech proudícího média a charakteru proudění znát podstatu výpočetní metody v rozsahu potřebném pro spolehlivé použití ve standardních případech vybrat vhodné tvary konečných objemů zvolit v této návaznosti hustotu sítě a zjemnění podle typu metody vybrat vhodná aproximační schémata, případně strategii jejich změn během výpočtu u nestacionárních dějů mít představu o charakteru časové závislosti jednotlivých veličin a z toho vyplývající velikosti časového kroku zvážit a využít všech možností k číselnému i grafickému vyhodnocení výsledků

vlastnosti materiálu Re mít informace o vlastnostech proudícího média a charakteru proudění vlastnosti materiálu hustota dynamická viskozita kinematická viskozita Re izotermní, proudění s konst.hustotou vzduchu

vybrat vhodné tvary konečných objemů zvolit v této návaznosti hustotu sítě a zjemnění podle typu metody

Bilanční rovnice proudění skutečných tekutin znát podstatu výpočetní metody v rozsahu potřebném pro spolehlivé použití ve standardních případech Bilanční rovnice proudění skutečných tekutin Bilance hmotnosti - rovnice kontinuity i…složka j,l…sčítací Bilance hybnosti - Navier-Stokesova rovnice konvence difuzze – viskózní sdílení zdrojový člen

Reynoldsova rovnice pro turbulentní proudění (RAM) dekompozice veličin na část časově středovanou a fluktuační složku LES DNS RAM

rovnice kontinuity Reynoldsova rovnice Reynoldsova napětí jsou vyjádřena turb. modely

i,j…složka k…sčítací Rozsáhlý systém diferenciálních rovnic obtížně řešitelných Různé teorie, zabývající se jednodušším vyjádřením Re napětí Modely turbulence Newtonův zákon viskozity

Spalart Allmaras - jednorovnicový model turbulence Transportní rovnice pro kinematickou turbulentní viskozitu μt Atm, stabilita,stěny,sítě

RNG k-ε dvourovnicový model turbulence ε zadaná DR iteračním procesem (standartní k-ε dvourovnicový model turbulence) poloempirický stěny,sítě

Reynoldsův napěťový model RSM

Okrajové podmínky na hranicích oblasti:

Aplikace Fluentu při proudění v atmosféře stratifikace tlaku, teploty, hustoty, rychlosti profily odpovídají definovaným okrajovým podmínkám na vstupu turbulentní kinetická energie klesá

Děkuji za pozornost

Proudění je řešené numerickými metodami obsaženými v softwarových systémech (CFD): Fluent Ansys - Flotran Star - 3D Fidap Flow 3D Rampant Fluidyn - Panache atd.