и 18 у поверхности чехла. Можно ожидать, что 9-кратное увеличение
числа внутренних ячеек при только 2-кратном росте числа перифе-
рийных ячеек будет усиливать влияние характеристик течения во вну-
тренних ячейках при формировании гидродинамики течения в сборке.
Отметим, что вдоль сборок как во внутренних, так и в периферийных
ячейках находится по одному дистанционирующему ребру, что делает
почти постоянным вдоль потока вклад ребер в значение гидравличе-
ского диаметра ячеек (исключая участки, где ребра, контактируя друг
с другом, перекрывают часть “смоченного периметра”).
Таким образом, рассматриваемое течение в сборках с дистанциони-
рующими навитыми ребрами можно классифицировать как периоди-
чески повторяющееся на продольных расстояниях, равных половине
шага дистанционирования, (квазистабилизированное) в области, где
на течение слабо влияют условия входа или выхода потока из пучка.
Сложная геометрия пучков определяет выбор метода исследова-
ния: численное решение трехмерных осредненных уравнений сохра-
нения массы
j
∂V
j
∂x
j
= 0
(1)
и количества движения
ρ
j
V
j
∂V
i
∂x
j
=
−
∂p
∂x
i
+
j
∂
∂x
j
(
μ
+
μ
T
)
∂V
i
∂x
j
(2)
турбулентного течения [4].
Влияние предыстории формирования потока на входе в пучки не
анализировалось. На входе в расчетную область задавалось равномер-
ное распределение осевой скорости, обеспечивающее необходимое
число Рейнольдса, интенсивность турбулентности принималась рав-
ной 5%, а масштаб турбулентности — 10% гидравлического диаметра
сборки. На выходе из расчетной области принималось постоянным
статическое давление, дополненное интегральным условием баланса
массы. На твердых поверхностях использовалось условие прилипания.
Характеристики потока в турбулентном пограничном слое рассчиты-
вались с использованием “пристеночных функций” [4].
Для замыкания системы уравнений (2) апробированы двухпараме-
трические (стандартная линейная и квадратичная
k
–
ε
, realizable
k
–
ε
,
SST
k
–
ω
)
и трехпараметрическая (
v
2
f k
–
ε
) модели вихревой вязко-
сти [5]. Отличие результатов расчета коэффициентов гидравлического
сопротивления пучков, полученных с использованием приведенных
моделей, не превышало 7%. Для анализа выбрана квадратичная
k
–
ε
-
модель турбулентности, хорошо зарекомендовавшая себя в расчетах
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2013. № 4 63
