Рис. 3. Фрагмент сетки в задаче об обтекании кругового цилиндра
В пакете OpenFOAM решение выполнялось следующим обра-
зом. Построение сетки осуществлялось с помощью препроцессора
snappyHexMesh
.
Предварительно в пакете SALOME была подгото-
влена модель в формате STL. Базовая сетка из ячеек кубической формы
построена средствами
blockMesh
.
Для более точного моделирования
вихревого следа в
snappyHexMesh
задана область дополнительного
измельчения сетки позади цилиндра. Для моделирования погранично-
го слоя вблизи поверхности цилиндра построены три дополнительных
слоя ячеек. Построенная в
snappyHexMesh
трехмерная сетка затем
преобразована в двумерную с одним слоем ячеек в направлении оси
Oz
,
поскольку выполняется решение плоской задачи. Фрагмент ис-
пользовавшейся в расчетах сетки приведен на рис. 3. Построенная
сетка содержит около 30 000 ячеек.
Имеет место нестационарный процесс обтекания с образованием
шахматной вихревой дорожки Кармана, поэтому использовался ре-
шатель
pisoFoam
,
в котором решение уравнений (1), (2) основано на
алгоритме PISO. При этом, поскольку задача решалась в ограниченной
области, для скорости на левой, верхней и нижней границах расчетной
области заданы граничные условия I рода
V
(
P
)
=
V
∞
,
(5)
а на правой границе для скорости задается сложное (в терминах
OpenFOAM) граничное
outletInlet
,
соответствующее скорости
невозмущенного потока либо нулевой нормальной производной ско-
рости в зависимости от ее направления. Граничные условия для
давления — естественные
∂p
∂n
= 0
.
При выполнении численного моделирования безразмерные пара-
метры задачи выбирались следующим образом: кинематический ко-
эффициент вязкости
ν
= 10
−
3
,
скорость набегающего потока
V
∞
= 1
,
диаметр цилиндра
d
= 0
,
5
,
удлинение
λ
= 0
,
1
.
Поскольку число Рей-
158
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2012