Próba opisu zjawiska prądów wstecznych metodami CFD

Abstract

An attempt to describe the reverse flow phenomena through numerical simulation was undertaken in this paper. The flow domain creates a 150 m long declined gallery with 15 degrees angle of inclination. The airflow is descending in isotropic conditions. In 10 m long gallery's section a hihger temperature of foor and roof than on remining rock surfaces was assumed. The cosidered problem is described by a system of equations of continuity, Navier-Stokes and energy together with k-epsylon turbulence model. The calculations were performed for different wall temperatures of heated gallery's section. The flow field patterns, characterizing the respective stages of reverse flow expasion are analyzed. CFD code validation based on the experimental data were performed. The numerical calculations by the programme FLUENT 6.1 have been supported.

W artykule podjęto próbę opisu zjawiska prądów wstecznych za pomocą metody numerycznej. Obszar przepływu tworzy upadowa o długości 150 m, nachylona pod kątem 15 stopni do poziomu. W warunkach izotermicznych strumień powietrza kierowany jest na upad. Na powierzchni spągu i stropu upadowej, na odcinku o długości 10 m przyjmowano temperaturę wyższą niż w jej pozostałej części. Rozważany problem opisany jest układem równań ciągłości, Naviera-Stokesa, energii i modelu turbulencji k-epsylon (kinetyczna energia turbulencji, szybkość dyssypacji kinetycznej energii turbulencji). Wykonano wariantowe obliczenia dla różnych temperatur ścian ogrzewanego segmentu upadowej. Analizowano obrazy pola prędkości charakteryzujące poszczególne etapy związane z tworzeniem i rozprzestrzenianiem się prądów wstecznych. Wiarygodność obliczeń numerycznych oceniono przez porównanie z publikowanymi wcześniej wynikami pomiarów. Obliczenia wykonano programem FLUENT 6.1.