Везде

ОЭММПУПрикладная математика и механика Journal of Applied Mathematics and Mechanics

  • ISSN (Print) 0032-8235
  • ISSN (Online) 3034-5758

СТРУКТУРА ЛОКАЛЬНО ТУРБУЛЕНТНОГО ТЕЧЕНИЯ, ФОРМИРУЮЩЕГОСЯ ПРИ УХОДЕ ЧАСТИ ЖИДКОСТИ В БОКОВУЮ ВЕТВЬ КРУГЛОЙ ТРУБКИ

Вы можете
Код статьи
S3034575825050023-1
DOI
10.7868/S3034575825050023
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Смирнов Е.М.
  • Аффилиация: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Гатаулин Я.А.
  • Аффилиация: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Колесник Е.В.
  • Аффилиация: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Том/ Выпуск
Том 89 / Номер выпуска 5
Страницы
703-717
Аннотация
Представлены результаты численного исследования нестационарного течения вязкой жидкости в области разветвления канала круглого сечения под углом 60° при четырех значениях входного числа Re — меньших или равных 1475; выше по потоку течение в канале полагается невозмущенным и развитым. Основные результаты относятся к случаю равенства долей расхода в двух ветвях, с отрывным характером течения в обеих ветвях. Получено, в частности, что при Re = 750 в расчетной области, вследствие неустойчивости Кельвина—Гельмгольца, развиваются интенсивные квазипериодические колебания. При Re = 1475 в течении формируется зона локально турбулентного движения, размер которой зависит от доли расхода, уходящего в боковую ветвь. Анализируется вихревая картина течения и вид спектра пульсаций скорости в различных точках области.
Ключевые слова
численное моделирование динамика вязкой жидкости разветвление канала отрывное течение гидродинамические неустойчивости локальная турбулентность
Дата публикации
01.05.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
11

Библиография

  1. 1. Mallinger F., Drikakis D. Instability in three-dimensional unsteady stenotic flows // Int. J. Heat Fluid Flow. 2002. V. 23. P. 657–663. https://doi.org/10.1016/S0142-727X (02)00161-3
  2. 2. Sherwin S. J., Blackburn H. M. Three-dimensional instabilities of steady and pulsatile axisymmetric stenotic flows // J. Fluid Mech. 2005. V. 533. P. 297–327. https://doi.org/10.1017/S0022112005004271
  3. 3. Varghese S.S., Frankel S.H., Fischer P.F. Direct numerical simulation of stenotic flows. Part 1. Steady flow // J. Fluid Mech. 2007. V. 582. P. 253–280 https://doi.org/10.1017/S0022112007005848
  4. 4. Varghese S.S., Frankel S.H., Fischer P.F. Direct numerical simulation of stenotic flows. Part 2. Pulsatile flow // J. Fluid Mech. 2007. V. 582. P. 281–318. https://doi.org/10.1017/S0022112007005836
  5. 5. Paul M.C., Molla M.M. Investigation of physiological pulsatile flow in a model arterial stenosis using large-eddy and direct numerical simulations // Appl. Math. Modelling. 2012. V. 36. № 9. P. 4393–4413. https://doi.org/10.1016/j.apm.2011.11.065
  6. 6. Choi W., Park J.H., Byeon H. et al. Flow characteristics around a deformable stenosis under pulsatile flow condition // Physics of Fluids. 2018. Vol. 30. № 1. P. 1–11. https://doi.org/10.1063/1.5009063
  7. 7. Freidoonimehr N., Chin R., Zander A. et al. Effect of shape of the stenosis on the hemodynamics of a stenosed coronary artery // Physics of Fluids. 2021. V. 33. № 8. P. 081914. https://doi.org/10.1063/5.0058765
  8. 8. Гатаулин Я.А., Смирнов Е.М. Численное исследование структуры и локальной турбулизации течения в кровеносном сосуде с односторонним стенозом // Науч.-техн. вед. СПбГПУ. Физ.-мат. науки. 2021. Т. 14. № 1. С. 72–84.
  9. 9. Gataulin Ya. A., Smirnov E. M., A flow in the blood vessel with a one-side stenosis: numerical study of the structure and local turbulization // St. Petersburg Polytechnical State University Journal. Physics and Mathematics, 2021, vol. 14, no. 1, рр. 72–84.
  10. 10. Mazo A.B., Kalinin E.I., Molochnikov V.M. et al. Simulation of a pulsating flow in a pipe with local constrictions as applied to hemodynamics of blood vessels // Thermophys. Aeromech. 2022. V. 29. P. 249–265. https://doi.org/10.1134/S0869864322020093
  11. 11. Молочников В.М., Душин Н.С., Пашкова Н.Д. и др. Структура течения и переход к локальной турбулентности за асимметричным сужением, имитирующим стеноз артерии // Изв. РАН. МЖГ. 2023. № 2. С. 72–84.
  12. 12. Molochnikov, V.M., Dushin, N.S., Pashkova, N.D. et al. Flow structure and transition to local turbulence downstream of an asymmetric narrowing that imitates arterial stenosis // Fluid Dynamics, 2023, vol. 58, no. 2, pp. 214–226. https://doi.org/10.1134/S0015462822602303
  13. 13. Loth F., Fischer P.F., Bassiouny H.S. Blood flow in end-to-side anastomoses // Annu Rev Fluid Mech. 2008. V. 40. P. 367–393. https://doi.org/10.1146/annurev.fluid.40.111406.102119
  14. 14. Li X., Liu X., Li X. et al. Tortuosity of the superficial femoral artery and its influence on blood flow patterns and risk of atherosclerosis // Biomech Model Mechanobiol. 2019. V. 18. № 2. P. 883–896. https://doi.org/10.1007/s10237-019-01118-4
  15. 15. Ivanova Y., Yukhnev A., Tikhomolova L. et al. Experience of patient-specific CFD simulation of blood flow in proximal anastomosis for femoral popliteal bypass // Fluids. 2022. V. 7. № 10. P. 314. https://doi.org/10.3390/fluids7100314
  16. 16. Loth F., Jones S.A., Zarins C.K. et al. Relative Contribution of Wall Shear Stress and Injury in Experimental Intimal Thickening at PTFE End-to-Side Arterial Anastomoses // J. Biomech. Eng. 2002. V. 124. № 1. P. 44–51. https://doi.org/10.1115/1.1428554
  17. 17. Haruguchi H., Teraoka S.J. Intimal hyperplasia and hemodynamic factors in arterial bypass and arteriovenous grafts: a review // J. Artificial Organs. 2003. V. 6. №. 4. P. 227–235. https://doi.org/10.1007/s10047-003-0232-x
  18. 18. Jackson M., Wood N.B., Zhao S. et al. Low wall shear stress predicts subsequent development of wall hypertrophy in lower limb bypass grafts // Artery Research. 2009. V. 3. № 1. P. 32–38. https://doi.org/10.1016/j.artres.2009.01.001
  19. 19. Гатаулин Я.А., Смирнов Е.М., Молочников В.М. и др. Структура трехмерного течения с локальной турбулентностью в области разветвления канала круглого сечения // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки. 2022. Т. 15. № 4. С. 81–94.
  20. 20. Gataulin Ya.A., Smirnov E.M., Molochnikov V.M. et al. The structure of a 3D flow with local turbulence in the branching juncture of a circular-section channel // St.-P. St. Polytech. Univ. J. Physics and Mathematics, 2022, vol. 15, no. 4, pp. 81–94. https://doi.org/10.18721/JPM.15406
  21. 21. Михеев Н.И., Душин Н.С. Метод измерения динамики векторных полей скорости турбулентного потока по видеосъемке дымовой визуализации // Приборы и техника эксперимента. 2016. № 6. C. 114–122.
  22. 22. Mikheev N. I., Dushin N. S. A method for measuring the dynamics of velocity vector fields in a turbulent flow using smoke image-visualization videos // Instruments and Experimental Techniques, 2016, vol. 59, no. 6, pp. 882–889. https://doi.org/10.1134/S0020441216060063
  23. 23. Molochnikov V.M., Mikheev A.N., Mazo A.B. et al. Structure of the proximal anastomosis flow in stationary mode at moderate Reynolds numbers // Thermophys. Aeromech. 2022. V. 29. P. 905–911. https://doi.org/10.1134/S0869864322060105
  24. 24. Smirnov E.M., Zaitsev D.K., Smirnovsky A.A. et al. Assessment of Several Advanced Numerical Algorithms Implemented in the CFD Code SINF/Flag S for Supercomputer Simulations // Supercomp. Frontiers&Innovations. 2024. V. 11. № 2. P. 14–31. https://doi.org/10.14529/jsfi240202
  25. 25. Smirnov E.M., Smirnovsky A.A., Schur N.A. et al. Comparison of RANS and IDDES solutions for turbulent flow and heat transfer past a backward-facing step // Heat and Mass Transfer. 2018. V. 54. №. 8. P. 2231–2241. https://doi.org/10.1007/s00231-017-2207-0
  26. 26. Смирнов С.И., Смирнов Е.М. Прямое численное моделирование турбулентной конвекции Рэлея — Бенара в слегка наклоненном цилиндрическом контейнере // Науч.-тех. ведомости СПбГПУ. Физ.-мат. науки. 2020. Т. 13. № 1. С. 14–25.
  27. 27. Smirnov S.I., Smirnov E.M. Direct numerical simulation of the turbulent Rayleigh — Bénard convection in a slightly tilted cylindrical container // St.-P. St. Polytech.Univ. J. Phys.&Math., 2020, vol. 13, no. 1. pp. 14–25. (In Russian) https://doi.org/10.18721/JPM.13102
  28. 28. Колесник Е.В., Смирнов Е.М. Двойственность картины обтекания затупленного ребра сверхзвуковым потоком вязкого газа: влияние малого скоса передней кромки // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 2023. № 1. С. 3–11.
  29. 29. Kolesnik E.V., Smirnov E.M. Duality of the stream pattern of supersonic viscous gas flow past a blunt-fin junction: the effect of a low sweep angle // Fluid Dynamics, 2023, vol. 58, no. 1, pp. 1–8. https://doi.org/10.1134/S0015462822601887
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека