Тема выпускной квалификационной работы: «Численное моделирование турбулентного течения в трубе с поворотом на 90 градусов на основе пакета OpenFOAM». Данная работа посвящена численному моделированию в трехмерной стационарной постановке турбулентного течения, развивающегося в круглой трубе с поворотом на 90 градусов на основе свободно распространяемого пакета вычислительной гидродинамики OpenFOAM. Задачи, которые решались в ходе исследования: Подготовка расчетных постановок задачи для ламинарного и турбулентных течений в круглой трубе с поворотом на 90 градусов. Проведение верификационного расчета течения в стационарной ламинарной постановке с помощью пакета OpenFOAM. Проведение основного расчета турбулентного течения в стационарной постановке методом RANS с использованием широко востребованной на практике модели турбулентности SST Ментера. Сравнение полученного решения с экспериментальными данными и численным решением, полученным ранее при помощи исследовательского кода Flag-S с использованием той же модели турбулентности. В результате было проанализировано турбулентное течение по картинам изолиний расходной скорости, векторным полям скорости вторичных течений и интенсивности турбулентности в нескольких поперечных сечениях трубы. Построено и сопоставлено с данными измерений и расчета распределение коэффициента давления вдоль стенки трубы. Показано, что полученные в результате моделирования поля и характеристики хорошо согласуются с экспериментальными данными и расчетами кодом Flag-S.

The subject of the graduate qualification work is “Numerical modeling of turbulent flow in a 90-degree bend pipe on the base of the OpenFOAM package”. This work is devoted to the implementation of a three-dimensional stationary numerical simulation of turbulent flow in a round 90-degree bend pipe is based on the freely distributed CFD package OpenFOAM. Tasks that were in this study: 1. Preparation of computational problem statements for laminar and turbulent flows in a round 90-degree bend pipe. 2. Verification calculation in a stationary laminar setting using the OpenFOAM. 3. Carrying out the basic calculation of a turbulent flow in a stationary formulation by the RANS method using the Menter’s SST turbulence model which is widely demanded in practice. 4. Comparison of the obtained solution with the experimental data and the numerical solution obtained earlier using the Flag-S research code using the same turbulence model. As a result, the turbulent flow was analyzed using the patterns of longitudinal velocity contours, the vector fields of the velocity of secondary flows, and the intensity of turbulence in several cross sections of the pipe. The distribution of the pressure coefficient along the pipe wall is also plotted and compared with experiment and computational data. It was shown that the fields and characteristics of the flow obtained in modeling are in good agreement with the experimental data and the calculations obtained earlier using the Flag-S code.