Description of turbulent flows using a kinetic model

B. N. Chetverushkin; Четверушкин Б. Н.; А. Е. Lutsky; Луцкий А. Е.; Е. V. Shilnikov; Шильников Е. В.

doi:10.31857/S2686954324020086

Description of turbulent flows using a kinetic model

Authors: Chetverushkin B.N.¹, Lutsky А.Е.¹, Shilnikov Е.V.¹
Affiliations:
1. Keldysh Institute of Applied Mathematics RAS
Issue: Vol 516 (2024)
Pages: 51-58
Section: MATHEMATICS
URL: https://ruspoj.com/2686-9543/article/view/647953
DOI: https://doi.org/10.31857/S2686954324020086
EDN: https://elibrary.ru/XISWSM
ID: 647953

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription or Fee Access

Abstract

In this paper, a closed system of equations for describing turbulent flows is obtained. Additional equations for cross pulsation moments are derived on the basis of a balanced kinetic equation, with the help of which a quasi gas-dynamic system of equations was previously obtained. The results of the calculation of the spatially two-dimensional problem of the mixing layer of two streams are presented.

Keywords

quasi gas-dynamic system of equations, turbulent flow, closure of the averaged equations system

Full Text

About the authors

B. N. Chetverushkin

Keldysh Institute of Applied Mathematics RAS

Author for correspondence.
Email: chetver@imamod.ru

Academician of the RAS

Russian Federation, Moscow

А. Е. Lutsky

Keldysh Institute of Applied Mathematics RAS

Email: allutsky@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

Е. V. Shilnikov

Keldysh Institute of Applied Mathematics RAS

Email: shilnikov@imamod.ru
Russian Federation, Moscow

References

Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1987. 840 с.
Spalart P.R. and Allmaras S.R. A one equation turbulence model for aerodynamic flows // Recherche Aerospatiale. 1994. N 1. P. 5–21.
Shur M., Strelets M., Zaikov L., Gulyaev A., Kozlov V., Secundov A. Comparative Numerical Testing of one and two equation turbulence models for flows with separation and reattachment // AIAA Paper 95–0863, January 1995.
Поляков С.В., Ивахненко И.А., Четверушкин Б.Н. Квазигазодинамическая модель и мелкомасштабная турбулентность. // Математическое моделирование. 2006. т. 20. № 2.
Wilcox D.E. Formulation of the K-omega turbulence model revisited // AIAA Journal. 2008. V. 46. N 11. P. 2823–2838.
Абалакин И.В., Антонов А.Н., Граур И.А., Четверушкин Б.Н. Использование алгебраической модели турбулентности для расчета нестационарных течений в окрестности выемок // Мат. моделирование. 2000. Т. 12. № 1. с. 45–56.
Menter F.R. Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications // AIAA Journal. v. 32. N 8. august 1994. P. 1598–1605.
Goldberg V., Peroomain O., Batten P., Chakravarthy S. The k-e-Rt turbulence closure // Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics. 2009. V. 3. N 2. P. 175–183.
Abdol-Hamid K.S., Carlson J.-R. and Rumsey C.L. Verification and validation of the K-KL turbulence model in FUN 3D and CFL 3D Codes // AIAA Paper. 2016. N 3941. June 2016.
Фриш У. Турбулентность. Наследие А.Н. Колмогорова. М.: Физматлит, 1998. 343 с.
Четверушкин Б.Н. Кинетические схемы и квазигазодинамическая система уравнений. М.: МаксПресс, 2004. 328 с.
Гиршфельдер Дж., Кертис У., Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей. М.: ИЛ, 1961. 916 с.
Zlotnik A.A., Chetverushkin B.N. On a hyperbolic perturbation of a parabolic initial boundary value problem // Applied Mathematics Letters. 2018. V. 83. p. 116–122.
Злотник А.А., Четверушкин Б.Н. О свойствах и погрешности параболического и гиперболического порядка возмущений гиперболической системы 1-го порядка // Математический сборник. 2023. т. 214. № 7.
Четверушкин Б.Н., Савельев В.И., Савельев А.В. Кинетические алгоритмы расчета течений электроприводящей жидкости на высокопроизводительных вычислительных системах // Доклады РАН. 2019. т. 489. № 6.
Chetverushkin B.N., Saveliev A.V., Saveliev V.A. Kinetic consistent MHD algorithme for imcompressible conductive fluids // Computer and Fluids. 2023. v. 255.
Чепмен С., Каулинг Т. Математическая теория неоднородных газов. М.: ИЛ, 1960. 510 с.
Черчиньяни К. Математические методы в кинетической теории газов. М.: МИР, 1973. 245 с.