Two dimensional turbulent recirculating flows are numerically investigated. The phenomena considered in this kind of flows are ; cross injection of fluid into a channel flow, flow over a fence in a channel, cross injection on the top of a vertical fence in a channel flow and cross injection into an annular jet.
The k-ε turbulence model is used with model constants which are not modified to the particular flows in order to test the capability of the existing k-ε model for the recirculating flows. The governing partial differential equations are solved by the finite difference method.
Present calculations are compared with the available measurements. Qualitative features of the numerical predictions are not quite different from the experimental measurements. However, the computed recirculating zone size and the turbulent kinetic energy are rather small compared to the measurements. These may be attributed to the inability of the k-ε model near the wall region where the local Reynolds number is very small and the fact Reynolds stress components are predominantly anisotropic. Particularly, the wall shear stress is overpredicted in the separated recirculating bubble zones.
이차원 난류와류를 수치적으로 계산하였다. 계산된 유동은 관내로 주입되는 유동, 관내에 장벽이 있는 유동, 관내의 장벽 위에서 주입이 있는 유동과 환형 제트로 주입되는 유동이다.
모델 상수가 특별한 문제를 위해 변형되지 않은 k-ε 모델을 사용하여, 현존하는 k-ε 모델로 난류와류를 얼마나 잘 예측할수 있는지 알아 보았다. 유한 차분법을 사용하여 난류 유동을 지배하는 편미분 방정식을 풀어 실험결과와 정성적으로 일치하는 계산 결과를 얻었으나, 정량적으로는 작게 나왔다. 이것은 k-ε 모델이 레이놀즈수가 낮은 벽근처에서는 잘 맞지 않음과 와류 구역내의 레이놀즈 응력이 매우 비등방성임에 기인하는 것으로 보인다. 특히 와류구역 내에서는 벽에서의 전단 응력이 실제보다 크게 예측되었다. 따라서 더 좋은 결과를 위해서는 위와 같은 단점을 보완한 k-ε 모델을 사용하는 것이 필요하다.
