Начальная цель численного
моделирования это оптимизация рабочей камеры для создания «идеализированных»
условий формирования прецессирующего вихревого ядра, а именно, создание осесимметричного закрученного
потока и исключение паразитных нестационарных явлений в нём.
На входе в расчетную
область (входные патрубки) задавался расход жидкости и турбулентные
характеристики потока, а на выходе из нее (выходные патрубки) – давление.
Выбор модели турбулентности.
Ввиду отсутствия больших вычислительных мощностей выбор моделей турбулентностей был между DES SA и DES MSST. Обе модели показывают результаты, качественно схожие с экспериментальными картинами течения. Различия двух моделей начинают проявляться при определении частоты прецессии ПВЯ. Для сопоставления данных при численном моделировании точка измерений пульсаций давления была расположена в зоне нахождения пьезоэлектрических датчиков в эксперименте. В результате применения модели DES SA в зоне точки отбора давления были настолько сильные колебания давления, связанные с распадом вихря и формированием вторичных вихревых структур, что определить пульсации ПВЯ не представлялось возможным, и даже после переноса точки отбора внутрь сопла частоты были сильно завышены. Напротив, по результатам DES MSST получался четкий сигнал пульсаций давления. Поэтому после сопоставления расчетных данных с экспериментальными было выявлено значительное преимущество модели DES MSST.
Зарождение ПВЯ
В ходе численного моделирования был замечен эффект зарождения двуспирального прецессирующего вихря в начальные моменты времени, т.е. во время роста скорости внутри завихрителя-сопла. В короткий промежуток времени одна из спиралей вихря начинает доминировать над второй и затем устанавливается поток со стабильной одновихревой структурой
