Особенности численного моделирования работы воздушно-тепловой завесы в OpenFOAM

С. В. Григорьев^a, М. Р. Королева^b, О. В. Мищенкова<sup>a

a</sup> Ижевский государственный технический университет им. М. Т. Калашникова
^b Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук

Аннотация: Рассматриваются вопросы математического моделирования турбулентного теплопроводного течения сжимаемой вязкой среды во внутреннем объеме корпуса воздушно-тепловой завесы, оснащенной тангенциальным вентилятором. Решение задачи построено на основе осредненных по Рейнольдсу (Фавру) уравнений Навье-Стокса. Решение задачи получено с применением подхода MRF (Multiple Reference Frame), который использует вращающуюся систему отсчета, и с применением преобразования основных уравнений Навье-Стокса в зоне вращения. Для корректного описания протекающих во внутреннем объеме воздушно-тепловой завесы и в окружающей среде рабочих процессов в работе применяются модульные многоблочные сетки, в том числе позволяющие разделить вращающиеся и неподвижные области. Решение поставленных задач строится с использованием инструментов пакета OpenFOAM. В результате работы подробно описаны особенности структуры потока в проточной части воздушно-тепловой завесы, оценены скорости газа, достигаемые при различных скоростях вращения вентилятора. Показана автомодельность профилей скорости на выходе из сопла завесы.

Ключевые слова: математическое моделирование, газовая динамика, воздушно-тепловая завеса, тангенциальный вентилятор, динамические сетки

DOI: 10.15514/ISPRAS-2023-35(2)-15