Modelling of wall roughness effect on turbulent flows in turbomachinery

0329969 - ÚT 2010 RIV HU eng C - Conference Paper (international conference)
Kozel, K. - Louda, Petr - Příhoda, Jaromír
Modelling of wall roughness effect on turbulent flows in turbomachinery.
[Modelování vlivu drsnosti stěn na turbulentní proudění v turbostrojích.]
Conference on Modelling Fluid Flow Proceedings. Budapest: Dept. Fluid Mechanics, Budapest University of Technology and Economics, Budapest, 2009 - (Vád, J.), s. 728-735. ISBN 978-963-420-985-0.
[International Conference on Fluid Flow Technologies /14./. Budapest (HU), 09.09.2009-12.09.2009]
R&D Projects: GA ČR GA103/09/0977
Institutional research plan: CEZ:AV0Z20760514
Keywords : turbulence modelling * wall roughness * flow separation
Subject RIV: BK - Fluid Dynamics

The work deals with numerical solution of incompressible and compressible turbulent flows over rough walls. The mathematical model is based on averaged Navier-Stokes equations with two-equation SST or EARSM turbulence models. The low-Re versions are used and the wall roughness is modelled by means of the boundary condition for specific dissipation rate. The numerical solution is obtained by means of implicit upwind finite volume schemes. The presented cases are incompressible constant-pressure boundary-layer flow, incompressible flow over a ramp with flow separation and compressible flow through a turbine blade cascade. The comparison of the numerical solution with experimental data shows that the adopted roughness model is well suitable for both used turbulence models.

Práce se zabývá numerickým řešením nestlačitelného a stlačitelného turbulentního obtékání drsných stěn. Matematický model je založen na středovaných Navier-Stokesových rovnicích s dvourovnicovým SST nebo EARSM modelem turbulence. Jsou použity verze modelů pro nízká turbulentní Reynoldsova čísla a drsnost stěny je modelována pomocí okrajové podmínky pro specifickou rychlost disipace. Jsou uvedeny případy nestlačitelné mezní vrstvy na desce a obtékání rampy s odtržením proudu a stlačitelného proudění turbinovou lopatkovou mříží. Porovnání numerického řešení s experimentálními daty ukazuje, že použitý model drsné stěny je vhodný pro oba použité modely turbulence.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0175857