Pub Date : 2023-08-01DOI: 10.20537/2076-7633-2023-15-4-805-825
S. V. Zhluktov, Andrey A. Aksenov, Nikita S Kuranosov
{"title":"Simulation of turbulent compressible flows in the FlowVision software","authors":"S. V. Zhluktov, Andrey A. Aksenov, Nikita S Kuranosov","doi":"10.20537/2076-7633-2023-15-4-805-825","DOIUrl":"https://doi.org/10.20537/2076-7633-2023-15-4-805-825","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":37429,"journal":{"name":"Computer Research and Modeling","volume":"21 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-08-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"86687171","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-08-01DOI: 10.20537/2076-7633-2023-15-4-877-894
I. D. Fadeev, Andrey A. Aksenov, Irina V Dmitrieva, V. R. Nizamutdinov, Vasilii V. Pakholkov, S. Rogozhkin, M. Sazonova, S. Shepelev
{"title":"Development of a methodological approach and numerical simulation of thermal-hydraulic processes in the intermediate heat exchanger of a BN reactor","authors":"I. D. Fadeev, Andrey A. Aksenov, Irina V Dmitrieva, V. R. Nizamutdinov, Vasilii V. Pakholkov, S. Rogozhkin, M. Sazonova, S. Shepelev","doi":"10.20537/2076-7633-2023-15-4-877-894","DOIUrl":"https://doi.org/10.20537/2076-7633-2023-15-4-877-894","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":37429,"journal":{"name":"Computer Research and Modeling","volume":"83 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-08-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"88067331","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-08-01DOI: 10.20537/2076-7633-2023-15-4-895-906
D. V. Didenko, D. E. Baluev, I. V. Marov, O. Nikanorov, S. Rogozhkin, S. E. Sorokin
В настоящее время в Российской Федерации разрабатывается высокотемпературный газоохлаждаемый реактор, являющийся составной частью атомной энерготехнологической станции, предназначенной для крупномасштабного производства водорода. При разработке проекта высокотемпературного газоохлаждаемого реактора одной из ключевых задач является расчетное обоснование принятой конструкции. В статье приводится методика расчетного анализа теплофизических характеристик высокотемпературного газоохлаждаемого реактора. Методика базируется на использовании современных вычислительных программ для электронно-вычислительных машин. Выполнение задачи теплофизического расчета реактора в целом и активной зоны в частности проводилось в три этапа. Первый этап заключается в обосновании нейтронно-физических характеристик активной зоны блочного типа в процессе выгорания с использованием программы MCU-HTR, основанной на методе Монте-Карло. Вторым и третьим этапами являются исследования течения теплоносителя и температурного состояния реактора и активной зоны в трехмерной постановке с требуемой степенью детализации с помощью программ FlowVision и ANSYS. Для проведения расчетных исследований были разработаны расчетные модели проточной части реактора и колонны тепловыделяющих сборок. По результатам расчетного моделирования оптимизированы конструкция опорных колонн и нейтронно-физические параметры тепловыделяющей сборки. Это привело к снижению суммарного гидравлического сопротивления реактора и максимальной температуры топливных элементов. Показана зависимость максимальной температуры топлива от величины коэффициентов неравномерности энерговыделения, определяемой расположением поглощающих стержней и компактов выгорающего поглотителя в тепловыделяющей сборке.
{"title":"Computational modeling of the thermal and physical processes in the high-temperature gas-cooled reactor","authors":"D. V. Didenko, D. E. Baluev, I. V. Marov, O. Nikanorov, S. Rogozhkin, S. E. Sorokin","doi":"10.20537/2076-7633-2023-15-4-895-906","DOIUrl":"https://doi.org/10.20537/2076-7633-2023-15-4-895-906","url":null,"abstract":"В настоящее время в Российской Федерации разрабатывается высокотемпературный газоохлаждаемый реактор, являющийся составной частью атомной энерготехнологической станции, предназначенной для крупномасштабного производства водорода. При разработке проекта высокотемпературного газоохлаждаемого реактора одной из ключевых задач является расчетное обоснование принятой конструкции. В статье приводится методика расчетного анализа теплофизических характеристик высокотемпературного газоохлаждаемого реактора. Методика базируется на использовании современных вычислительных программ для электронно-вычислительных машин. Выполнение задачи теплофизического расчета реактора в целом и активной зоны в частности проводилось в три этапа. Первый этап заключается в обосновании нейтронно-физических характеристик активной зоны блочного типа в процессе выгорания с использованием программы MCU-HTR, основанной на методе Монте-Карло. Вторым и третьим этапами являются исследования течения теплоносителя и температурного состояния реактора и активной зоны в трехмерной постановке с требуемой степенью детализации с помощью программ FlowVision и ANSYS. Для проведения расчетных исследований были разработаны расчетные модели проточной части реактора и колонны тепловыделяющих сборок. По результатам расчетного моделирования оптимизированы конструкция опорных колонн и нейтронно-физические параметры тепловыделяющей сборки. Это привело к снижению суммарного гидравлического сопротивления реактора и максимальной температуры топливных элементов. Показана зависимость максимальной температуры топлива от величины коэффициентов неравномерности энерговыделения, определяемой расположением поглощающих стержней и компактов выгорающего поглотителя в тепловыделяющей сборке.","PeriodicalId":37429,"journal":{"name":"Computer Research and Modeling","volume":"47 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-08-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"91351280","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-08-01DOI: 10.20537/2076-7633-2023-15-4-861-875
Victoria G Ardaniani, Tatiana V Markova, Andrey A. Aksenov, Mihail A Kochetkov, Vasily Yu Volkov, Luka A Golibrodo, Alexey A Krutikov, Oleg V Kudryavtsev
{"title":"CFD-modeling of heat exchange beams with eutectic lead-bismuth alloy","authors":"Victoria G Ardaniani, Tatiana V Markova, Andrey A. Aksenov, Mihail A Kochetkov, Vasily Yu Volkov, Luka A Golibrodo, Alexey A Krutikov, Oleg V Kudryavtsev","doi":"10.20537/2076-7633-2023-15-4-861-875","DOIUrl":"https://doi.org/10.20537/2076-7633-2023-15-4-861-875","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":37429,"journal":{"name":"Computer Research and Modeling","volume":"39 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-08-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"77938237","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-08-01DOI: 10.20537/2076-7633-2023-15-4-979-993
Andrey A. Aksenov, Vladimir S Kashirin, S. F. Timushev, Elena V. Shaporenko
{"title":"Development of acoustic-vortex decomposition method for car tyre noise modelling","authors":"Andrey A. Aksenov, Vladimir S Kashirin, S. F. Timushev, Elena V. Shaporenko","doi":"10.20537/2076-7633-2023-15-4-979-993","DOIUrl":"https://doi.org/10.20537/2076-7633-2023-15-4-979-993","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":37429,"journal":{"name":"Computer Research and Modeling","volume":"4 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-08-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"74563920","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-08-01DOI: 10.20537/2076-7633-2023-15-4-1069-1090
Vladimir Sergeevich Abramov, Mikhail Nikolaevich Petrov
Ламинарно-турбулентный переход является предметом активных исследований, связанных с повышением экономической эффективности авиатранспорта, так как в турбулентном пограничном слое увеличивается сопротивление, что ведет к росту расхода топлива. Одним из направлений таких исследований является поиск эффективных методов нахождения положения перехода в пространстве. Используя эту информацию при проектировании летательного аппарата, инженеры могут прогнозировать его технические характеристики и рентабельность уже на начальных этапах проекта. Традиционным для индустрии подходом к решению задачи поиска координат ламинарно-турбулентного перехода является eN-метод. Однако, несмотря на повсеместное применение, он обладает рядом существенных недостатков, так как основан на предположении о параллельности моделируемого потока, что ограничивает сценарии его применения, а также требует проводить вычислительно затратные расчеты в широком диапазоне частот и волновых чисел. Альтернативой eN-методу может служить применение метода Dynamic Mode Decomposition, который позволяет провести анализ возмущений потока, напрямую используя данные о нем. Это избавляет от необходимости в проведении затратных вычислений, а также расширяет область применения метода ввиду отсутствия в его построении предположений о параллельности потока. В представленном исследовании предлагается подход к нахождению положения ламинарно-турбулентного перехода с применением метода Dynamic Mode Decomposition, заключающийся в разбиении региона пограничного слоя на множества подобластей, по каждому из которых независимо вычисляется точка перехода, после чего результаты усредняются. Подход валидируется на случаях дозвукового и сверхзвукового обтекания двумерной пластины с нулевым градиентом давления. Результаты демонстрируют принципиальную применимость и высокую точность описываемого метода в широком диапазоне условий. Проводится сравнение с eN-методом, доказывающее преимущества предлагаемого подхода, выражающиеся в более быстром получении результата при сопоставимой с eN-методом точности получаемого решения, что говорит о перспективности использования описываемого подхода в прикладных задачах.
{"title":"Application of the Dynamic Mode Decomposition in search of unstable modes in laminar-turbulent transition problem","authors":"Vladimir Sergeevich Abramov, Mikhail Nikolaevich Petrov","doi":"10.20537/2076-7633-2023-15-4-1069-1090","DOIUrl":"https://doi.org/10.20537/2076-7633-2023-15-4-1069-1090","url":null,"abstract":"Ламинарно-турбулентный переход является предметом активных исследований, связанных с повышением экономической эффективности авиатранспорта, так как в турбулентном пограничном слое увеличивается сопротивление, что ведет к росту расхода топлива. Одним из направлений таких исследований является поиск эффективных методов нахождения положения перехода в пространстве. Используя эту информацию при проектировании летательного аппарата, инженеры могут прогнозировать его технические характеристики и рентабельность уже на начальных этапах проекта. Традиционным для индустрии подходом к решению задачи поиска координат ламинарно-турбулентного перехода является eN-метод. Однако, несмотря на повсеместное применение, он обладает рядом существенных недостатков, так как основан на предположении о параллельности моделируемого потока, что ограничивает сценарии его применения, а также требует проводить вычислительно затратные расчеты в широком диапазоне частот и волновых чисел. Альтернативой eN-методу может служить применение метода Dynamic Mode Decomposition, который позволяет провести анализ возмущений потока, напрямую используя данные о нем. Это избавляет от необходимости в проведении затратных вычислений, а также расширяет область применения метода ввиду отсутствия в его построении предположений о параллельности потока. В представленном исследовании предлагается подход к нахождению положения ламинарно-турбулентного перехода с применением метода Dynamic Mode Decomposition, заключающийся в разбиении региона пограничного слоя на множества подобластей, по каждому из которых независимо вычисляется точка перехода, после чего результаты усредняются. Подход валидируется на случаях дозвукового и сверхзвукового обтекания двумерной пластины с нулевым градиентом давления. Результаты демонстрируют принципиальную применимость и высокую точность описываемого метода в широком диапазоне условий. Проводится сравнение с eN-методом, доказывающее преимущества предлагаемого подхода, выражающиеся в более быстром получении результата при сопоставимой с eN-методом точности получаемого решения, что говорит о перспективности использования описываемого подхода в прикладных задачах.","PeriodicalId":37429,"journal":{"name":"Computer Research and Modeling","volume":"9 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-08-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"86406901","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-08-01DOI: 10.20537/2076-7633-2023-15-4-801-803
{"title":"Editors note","authors":"","doi":"10.20537/2076-7633-2023-15-4-801-803","DOIUrl":"https://doi.org/10.20537/2076-7633-2023-15-4-801-803","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":37429,"journal":{"name":"Computer Research and Modeling","volume":"37 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-08-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"136375081","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-08-01DOI: 10.20537/2076-7633-2023-15-4-1091-1094
Andrey A. Aksenov, Tatiana V Markova
{"title":"In memory of A. P. Tishin - scientist, engineer, teacher and friend","authors":"Andrey A. Aksenov, Tatiana V Markova","doi":"10.20537/2076-7633-2023-15-4-1091-1094","DOIUrl":"https://doi.org/10.20537/2076-7633-2023-15-4-1091-1094","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":37429,"journal":{"name":"Computer Research and Modeling","volume":"5 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-08-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"75374208","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-08-01DOI: 10.20537/2076-7633-2023-15-4-941-956
M. Abshaev, A. Abshaev, Andrey A. Aksenov, Julia V. Fisher, Alexander E. Schelyaev
{"title":"Simulation results of field experiments on the creation of updrafts for the development of artificial clouds and precipitation","authors":"M. Abshaev, A. Abshaev, Andrey A. Aksenov, Julia V. Fisher, Alexander E. Schelyaev","doi":"10.20537/2076-7633-2023-15-4-941-956","DOIUrl":"https://doi.org/10.20537/2076-7633-2023-15-4-941-956","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":37429,"journal":{"name":"Computer Research and Modeling","volume":"1998 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-08-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"87555069","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-08-01DOI: 10.20537/2076-7633-2023-15-4-845-860
Luka Sergeyevich Volkov, A. A. Firsov
When a supersonic air flow interacts with a transverse secondary jet injected into this flow through an orifice on a flat wall, a special flow structure is formed. This flow takes place during fuel injection into combustion chambers of supersonic aircraft engines; therefore, in recent years, various approaches to intensifying gas mixing in this type of flow have been proposed and studied in several countries. The approach proposed in this work implies using spark discharges for pulsed heating of the gas and generating the instabilities in the shear layer at the boundary of the secondary jet. Using simulation in the software package FlowVision 3.13, the characteristics of this flow were obtained in the absence and presence of pulsed-periodic local heat release on the wall on the windward side of the injector opening. A comparison was made of local characteristics at different periodicities of pulsed heating (corresponding to the values of the Strouhal number 0 . 25 and 0 . 31 ). It is shown that pulsed heating can stimulate the formation of perturbations in the shear layer at the jet boundary. For the case of the absence of heating and for two modes of pulsed heating, the values of an integral criterion for mixing efficiency were calculated. It is shown that pulsed heating can lead both to a decrease in the average mixing efficiency and to its increase (up to 9 % in the considered heating mode). The calculation method used (unsteady Reynolds-averaged Navier – Stokes equations with a modified k - ε turbulence model) was validated by considering a typical case of the secondary transverse jet interaction with a supersonic flow, which was studied by several independent research groups and well documented in the literature. The grid convergence was shown for the simulation of this typical case in FlowVision. A quantitative comparison was made of the results obtained from FlowVision calculations with experimental data and calculations in other programs. The results of this study can be useful for specialists dealing with the problems of gas mixing and combustion in a supersonic flow, as well as the development of engines for supersonic aviation.
{"title":"Modeling the influence of repetitively pulsed heating on the formation of perturbations at the boundary of a transverse jet in a supersonic crossflow","authors":"Luka Sergeyevich Volkov, A. A. Firsov","doi":"10.20537/2076-7633-2023-15-4-845-860","DOIUrl":"https://doi.org/10.20537/2076-7633-2023-15-4-845-860","url":null,"abstract":"When a supersonic air flow interacts with a transverse secondary jet injected into this flow through an orifice on a flat wall, a special flow structure is formed. This flow takes place during fuel injection into combustion chambers of supersonic aircraft engines; therefore, in recent years, various approaches to intensifying gas mixing in this type of flow have been proposed and studied in several countries. The approach proposed in this work implies using spark discharges for pulsed heating of the gas and generating the instabilities in the shear layer at the boundary of the secondary jet. Using simulation in the software package FlowVision 3.13, the characteristics of this flow were obtained in the absence and presence of pulsed-periodic local heat release on the wall on the windward side of the injector opening. A comparison was made of local characteristics at different periodicities of pulsed heating (corresponding to the values of the Strouhal number 0 . 25 and 0 . 31 ). It is shown that pulsed heating can stimulate the formation of perturbations in the shear layer at the jet boundary. For the case of the absence of heating and for two modes of pulsed heating, the values of an integral criterion for mixing efficiency were calculated. It is shown that pulsed heating can lead both to a decrease in the average mixing efficiency and to its increase (up to 9 % in the considered heating mode). The calculation method used (unsteady Reynolds-averaged Navier – Stokes equations with a modified k - ε turbulence model) was validated by considering a typical case of the secondary transverse jet interaction with a supersonic flow, which was studied by several independent research groups and well documented in the literature. The grid convergence was shown for the simulation of this typical case in FlowVision. A quantitative comparison was made of the results obtained from FlowVision calculations with experimental data and calculations in other programs. The results of this study can be useful for specialists dealing with the problems of gas mixing and combustion in a supersonic flow, as well as the development of engines for supersonic aviation.","PeriodicalId":37429,"journal":{"name":"Computer Research and Modeling","volume":"22 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-08-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"87528443","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
京公网安备 11010802042870号
京ICP备2023020795号-1
扫码关注我们
求助内容：
应助结果提醒方式：