Методологические основы CFD-расчетов для поддержки проектирования
5
а необходимые замыкающие соотношения для теплогидравлики
определяются непосредственно из обработки результатов CFD-
расчета;
• совместное применение CFD-кодов и полуэмпирических подхо-
дов: коды имеют разные расчетные области и работают независимо
друг от друга, связь между ними осуществляется только путем обме-
на данными через внешние файлы.
Таким образом, целесообразность применения того или иного
подхода к моделированию процессов определяется для каждого от-
дельно взятого случая в соответствии с целями и задачами конкрет-
ного исследования, особенностями постановки задачи и имеющимися
в наличии вычислительными ресурсами.
Разработка физической модели.
Большинство тепло-гидравли-
ческих явлений в ПГС включает локальные и глобальные эффекты,
такие как температурное расслоение, сталкивающиеся струи, измене-
ние уровня, противоточные течения, теплопередача и т.д. Совокуп-
ность принимаемых во внимание физических процессов представляет
собой физическую модель объекта исследования. Физическая модель
разрабатывается на основе PIRT-анализа экспертной группой. В об-
щем случае процесс выбора физических моделей состоит из следую-
щих этапов:
1) разработка общих представлений о диапазоне рассматривае-
мых физических явлений и предположительном распределении полей
параметров в расчетной области (часть PIRT-анализа [1]);
2) формулировка основных допущений и предположений [13, 14];
3) выбор метода моделированию турбулентного переноса (RANS
(Reynolds-averaged Navier—Stokes), U-RANS (Unsteady Reynolds-
averaged Navier—Stokes), LES (Large Eddy Simulation), DNS (Direct
Numerical Simulation), DES (Detached-Eddy Simulation), гибридные
модели турбулентности и т.д.) [1, 15, 16];
4) выбор и настройка соответствующей модели в рамках выбран-
ного метода [1, 15, 16].
Выбор расчетного кода.
Выбор расчетных кодов зачастую дела-
ется из соображений удобства, привычек и стоимости или на основе
их комбинации. Для так называемых тяжелых коммерческих кодов
(STAR-CD и STAR-CCM+ компании CD-adapco; Fluent и CFX ком-
пании ANSYS) окончательный выбор пользователя крайне редко за-
висит от возможностей кода, поскольку все они содержат похожий
набор математических моделей. Исключением может быть необхо-
димость решения задач, связанных с использованием последних мо-
дификаций математических моделей, таких как модели турбулентно-
сти LES (Large Eddy Simulation), SAS (Scale-Adaptive Simulation) и
т. д., которые требуют использования определенных версий конкрет-
