Numerical Prediction of Secondary Flows in Complex Areas Using Concept of Local Turbulent Reynolds Number

None

大島 宏之; Kriventsev, V.; 山口 彰; 二ノ方 壽

Ohshima, Hiroyuki; Kriventsev, V.; Yamaguchi, Akira; Ninokata, Hisashi

断面形状が任意の直管内乱流発達流れにおけるレイノルズ応力を評価するための新しい乱流モデルを提案する。このマルチスケール粘性モデル(MSV)は、主流方向流速分布の局所的な変形が、局所レイノルズ数をある臨界値以下に保つような強度の乱流を発生させるという現象論的ルールをベースとしている。MSVは、使用する経験定数がこの臨界レイノルズ数のみとなるところに特徴がある。MSVを円管内流れを例題として検証するとともに、三角配列の燃料ピンバンドル無限体系を仮定し、その最小要素内で乱流により発生する二次流れのシミュレーションに適用した。

A new model of turbulence is proposed for the estimation of Reynolds stresses in turbulent fully-developed flow in a wall-bounded straight channel of an arbitrary shape. The main idea of a Multi-Scale Viscosity (MSV) model can be expressed in the following phenomenological rule: A local deformation of axial velocity can generate the turbulence with the intensity that keeps the value of the local turbulent Reynolds number below some critical one. Therefore, in MSV, the only empirical parameter is the critical Reynolds number. MSV has been verified on the pipe flow and applied to simulation of turbulence-driven secondary flow in elementary cell of the infinitive hexagonal rod array. Since MSV can predict turbulent viscosity anisotropy in directions normal and parallel to the wall, it is capable to calculate secondary flows in the cross-section of the rod bundle. Calculations have shown that maximal intensity of secondary flow is about 1% of the mean axial velocity for the low-Re flo