В ходе итерационного процесса решения на разделе газообразной
и твердой подобластей модели обеспечивалась передача теплового по-
тока, по сути являющаяся просто выполнением закона сохранения
энергии.
Решение проводилось с помощью численного метода контрольных
объемов, используя различные модели турбулентности [7]. Дискрети-
зация основных уравнений проведена на втором порядке точности.
Нерегулярная гибридная многоблочная сетка, состоящая из тетра-
эдрических и призматических элементов, использовалась для дискре-
тизации расчетной области (рис. 1). В подобласти, описывающей га-
зовый поток, пристеночная область была сгущена блоками призма-
тической сетки, призванной максимально точно описать изменение
параметров в пограничном слое. Величина
Y
+
по обводу профиля в
результате не превысила единицы.
Моделирование турбулентности.
В настоящей работе был прове-
ден сравнительный анализ применимости ряда моделей турбулентно-
сти для рассматриваемого класса задач.
В работе [9] было показано, что лучшее совпадение результатов
численного моделирования сопряженного теплообмена с результата-
ми экспериментов достигается при использовании модели турбулент-
ности
V
2
−
f
[7, 8]. В отличие от данной модели, большинство моде-
лей турбулентности не способны корректно описать поведение погра-
ничного слоя в областях, подверженных локальным положительным
градиентам давления [9]. Это приводит к завышенной генерации ки-
нетической энергии турбулентности в районе входной кромки и, как
следствие, к интенсификации теплообмена в области входной кром-
ки и далее по потоку. Это проявляется в виде завышенных значений
температуры профиля лопатки.
Рис. 1. Фрагменты расчетной сетки
60 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 1
