Published January 1, 2015
| Version v1
Publication
Open
Numerical Simulations of Co- and Counter-Taylor-Couette Flows: Influence of the Cavity Radius Ratio on the Appearance of Taylor Vortices
Creators
- 1. Laboratoire de Mécanique, Modélisation & Procédés Propres
- 2. University of Sciences and Technology Houari Boumediene
Description
Taylor-Couette flows in the annular region between rotating concentric cylinders are studied numerically to determine the combined effects of the co - and counter-rotation of the outer cylinder and the radius ratio on the system response. The computational procedure is based on a finite volume method using staggered grids. The axisymmetric conservative governing equations are solved using the SIMPLER algorithm. One considers the flow confined in a finite cavity with radius ratios = 0.25, 0.5, 0.8 and 0.97. One has determined the critical points and properties for the bifurcation from the basic circular Couette flow (CCF) to the Taylor Vortex Flow (TVF) state. Indeed, the results are presented in terms of the critical Reynolds number Rei of the inner cylinder that depends on the rotational Reynolds number of the outer cylinder Reo and. To show the capability of the present code, excellent quantitative agreement has been obtained between the calculations and previous experimental measurements for a wide range of radius ratios and rotation rates.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تتم دراسة تدفقات تايلور- كويت في المنطقة الحلقية بين الأسطوانات متحدة المركز الدوارة رقميًا لتحديد التأثيرات المجمعة للاسطوانة المشتركة - والدوران المعاكس للأسطوانة الخارجية ونسبة نصف القطر على استجابة النظام. يعتمد الإجراء الحسابي على طريقة الحجم المحدود باستخدام شبكات متداخلة. يتم حل المعادلات الحاكمة المحافظة المحورية باستخدام خوارزمية أبسط. يعتبر المرء أن التدفق محصور في تجويف محدود بنسب نصف قطرها = 0.25 و 0.5 و 0.8 و 0.97. حدد المرء النقاط والخصائص الحرجة للتشعب من التدفق الدائري الأساسي (CCF) إلى حالة تدفق تايلور دوامة (TVF). في الواقع، يتم تقديم النتائج من حيث عدد رينولدز الحرج REI للأسطوانة الداخلية التي تعتمد على عدد رينولدز الدوار للأسطوانة الخارجية REO و. لإظهار قدرة الكود الحالي، تم الحصول على اتفاق كمي ممتاز بين الحسابات والقياسات التجريبية السابقة لمجموعة واسعة من نسب نصف القطر ومعدلات الدوران.Translated Description (French)
Les écoulements Taylor-Couette dans la région annulaire entre les cylindres concentriques rotatifs sont étudiés numériquement pour déterminer les effets combinés de la co-rotation et de la contre-rotation du cylindre externe et du rapport de rayon sur la réponse du système. La procédure de calcul est basée sur une méthode de volume fini utilisant des grilles décalées. Les équations gouvernantes conservatrices axisymétriques sont résolues à l'aide de l'algorithme PLUS SIMPLE. On considère l'écoulement confiné dans une cavité finie avec des rapports de rayon = 0,25, 0,5, 0,8 et 0,97. On a déterminé les points critiques et les propriétés de la bifurcation du flux de Couette circulaire de base (CCF) à l'état Taylor Vortex Flow (TVF). En effet, les résultats sont présentés en termes de nombre de Reynolds critique Rei du cylindre intérieur qui dépend du nombre de Reynolds de rotation du cylindre extérieur Reo et. Pour montrer la capacité du présent code, un excellent accord quantitatif a été obtenu entre les calculs et les mesures expérimentales précédentes pour une large gamme de rapports de rayon et de vitesses de rotation.Translated Description (Spanish)
Los flujos de Taylor-Couette en la región anular entre cilindros concéntricos giratorios se estudian numéricamente para determinar los efectos combinados de la co- y contrarrotación del cilindro exterior y la relación de radio en la respuesta del sistema. El procedimiento computacional se basa en un método de volumen finito utilizando cuadrículas escalonadas. Las ecuaciones de gobierno conservadoras axisimétricas se resuelven utilizando el algoritmo MÁS SIMPLE. Se considera el flujo confinado en una cavidad finita con relaciones de radio = 0.25, 0.5, 0.8 y 0.97. Se han determinado los puntos críticos y las propiedades para la bifurcación desde el estado de flujo de Couette circular básico (CCF) hasta el estado de flujo de vórtice de Taylor (TVF). De hecho, los resultados se presentan en términos del número de Reynolds crítico Rei del cilindro interior que depende del número de Reynolds rotacional del cilindro exterior Reo y. Para mostrar la capacidad del presente código, se ha obtenido una excelente concordancia cuantitativa entre los cálculos y las mediciones experimentales anteriores para un amplio rango de relaciones de radio y velocidades de rotación.Files
document.pdf
Files
(633.5 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:9385912fe7c1b67f304dc4e68a2d696e
|
633.5 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- المحاكاة العددية لتدفقات التايلور- كويت المشتركة والمضادة: تأثير نسبة نصف قطر التجويف على ظهور دوامات تايلور
- Translated title (French)
- Simulations numériques des écoulements Co- et Counter-Taylor-Couette : Influence du rapport de rayon de cavité sur l'apparence des vortex de Taylor
- Translated title (Spanish)
- Simulaciones Numéricas de Flujos de Co- y Contra-Taylor-Couette: Influencia de la Relación del Radio de la Cavidad en la Apariencia de los Vórtices de Taylor
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2143777332
- DOI
- 10.5923/j.ajfd.20150501.02
References
- https://openalex.org/W1611107173
- https://openalex.org/W1631989036
- https://openalex.org/W1972063580
- https://openalex.org/W1973282109
- https://openalex.org/W1976156307
- https://openalex.org/W1981273084
- https://openalex.org/W2038344111
- https://openalex.org/W2077923460
- https://openalex.org/W2089444942
- https://openalex.org/W2154962537
- https://openalex.org/W2345699202