Analysing secondary vortex structures in an hp turbine stage using the realisable k-Ω SST model

The article analyses the effect of turbulence model selection on the pattern of development and interaction of secondary vortex structures in an HP turbine stage. The basic tool used in the analysis is FlowER, a specialised code developed for studying flow through fluid-flow machine stages and stage sections. The flow calculations performed using a standard k-ω SST turbulence model presented highly unstable behaviour of the rotor passage vortex, which periodically built up, moved up along rotor blade suction side and broke down. On the other hand, the use of the modified version, taking into account realisability constraints, has made it possible to stabilise the rotor passage vortex behaviour.Проанализировано влияние выбора модели турбулентности на характер развития и взаимодействия вторичных вихревых структур в турбинной ступени высокого давления. Основным инструментом, используемым при анализе, был решатель FlowER – специализированный код, предназначенный для исследования течений в изолированных ступенях и группах ступеней турбомашин. Расчет течения, выполненный с использованием стандартной модели турбулентности k-ω SST, показал существенно нестационарный характер канального вихря в решетке ротора, который периодически появлялся, перемещался вдоль стороны разрежения лопатки ротора в радиальном направлении и разрушался. Применение модифицированной версии решателя, учитывающей ограничения реализуемости, позволило стабилизировать поведение этого вихря

Search for the decay K+ to pi+ gamma gamma in the pi+ momentum region P>213 MeV/c

We have searched for the K+ to pi+ gamma gamma decay in the kinematic region with pi+ momentum close to the end point. No events were observed, and the 90% confidence-level upper limit on the partial branching ratio was obtained, B(K+ to pi+ gamma gamma, P>213 MeV/c) < 8.3 x 10-9 under the assumption of chiral perturbation theory including next-to-leading order ``unitarity'' corrections. The same data were used to determine an upper limit on the K+ to pi+ gamma branching ratio of 2.3 x 10-9 at the 90% confidence level.Comment: 15 pages, 3 figures; no change in the results, accepted for publication in Physics Letters

РАЗВИТИЕ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА РАСЧЕТА ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ТЕЧЕНИЙ В ТУРБОМАШИНАХ

The conception of the new CFD solver for the 3D turbomachinery viscous compressible flow simulation using the RANS equations is considered. Choice of turbulent flow model, turbulence models and numerical methods is grounded. Realisability constraints and special boundary conditions are shown to be important for adverse pressure gradient flows. User interface of new application package is shown briefly. The numerical results for some test cases are presented.Рассмотрена концепция построения нового CFD решателя для системы уравнений Навье-Стокса осредненных по Рейнольдсу применительно к трехмерным течениям вязкого сжимаемого газа в турбомашинах. Обоснован выбор моделей турбулентного течения, моделей турбулентности и численных методов решения уравнений газовой динамики. Показана важность применения ограничений реализуемости и адекватных граничных условий для моделирования течений с высокими положительными градиентами давления. Кратко представлен вид пользовательского интерфейса нового комплекса программ. Приведены результаты тестовых расчетов течений вязкого газа

О ВЫБОРЕ СТЕПЕНИ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ СЕТКИ ПРИ РАСЧЕТАХ ТРЕХМЕРНЫХ ТЕЧЕНИЙ ВЯЗКОГО ГАЗА В ТУРБОМАШИНАХ

The question of a choice of mesh resolution degree is considered for calculations of threedimensional viscous flows in turbomachinery using the RANS flow models and the second order accurate numerical methods. The calculations of flows through the turbine and compressor cascades are performed using successively refined meshes. The results obtained are compared in their possibility both to resolve qualitatively the transonic flow pattern and to estimate quantitatively the losses. It is shown that for scientific researches of 3D turbomachinery flows it makes sense to use the difference meshes with number of cells from 106 to 108 in the single blade-to-blade passage, while for engineering calculations a mesh with number of cells less than 106 in the single blade-to-blade passage could be sufficient under certain conditions. Рассматривается вопрос выбора степени измельчения разностной сетки при расчетах трехмерных течений вязкого газа в турбомашинах с использованием моделей течения ЯЛЫБ и численных методов второго порядка. Выполнены расчеты течений через турбинные и компрессорные решетки на последовательно измельчающихся сетках. Проведено сопоставление полученных результатов, как по качественному разрешению сложной структуры трансзвуковых потоков, так и по количественной оценке потерь. Показано, что для научных исследований трехмерных течений имеет смысл использовать разностные сетки с количеством ячеек от 106 до 108 в одном межлопаточном канале, в то время как для инженерных расчетов при выполнении некоторых условий достаточно сетки с количеством ячеек меньше 106 в одном межлопаточном канале. 

Decompositional Extraction and Retrieval of Conceptual Knowledge

An ability to extract hidden and implicit knowledge, their integration into a knowledge base, and then retrieval of required knowledge items are important features of knowledge processing for many modern knowledge-based systems. However, the complexity of these tasks depends on the size of knowledge sources, which were used for extraction, the size of a knowledge base, which is used for the integration of extracted knowledge, as well as the size of a search space, which is used for the retrieval of required knowledge items. Therefore, in this paper, we analyzed the internal semantic dependencies of homogeneous classes of objects and how they affect the decomposition of such classes. Since all subclasses of a homogeneous class of objects form a complete lattice, we applied the methods of formal concept analysis for the knowledge extraction and retrieval within the corresponding concept lattice. We found that such an approach does not consider internal semantic dependencies within a homogeneous class of objects, consequently, it can cause inference and retrieval of formal concepts, which are semantically inconsistent within a modeled domain. We adapted the algorithm for the decomposition of homogeneous classes of objects, within such knowledge representation model as object-oriented dynamic networks, to perform dynamic knowledge extraction and retrieval, adding additional filtration parameters. As the result, the algorithm extracts knowledge via constructing only semantically consistent subclasses of homogeneous classes of objects and then filters them according to the attribute and dependency queries, retrieving knowledge. In addition, we introduced the decomposition consistency coefficient, which allows estimation of how much the algorithm can reduce the search space for knowledge extraction and improves the performance. To demonstrate some possible application scenarios for the improved algorithm, we provided an appropriate example of knowledge extraction and retrieval via decomposition of a particular homogeneous class of objects.Можливості видобувати приховані та неявні знання, інтегрувати їх у базу знань, а потім здійснювати пошук необхідних елементів знань є важливими особливостями обробки знань для багатьох сучасних систем на основі знань. Однак складність цих задач залежить від розміру джерел знань, які використовувалися для видобування, обсягу бази знань, яка використовується для інтеграції видобутих знань, а також розміру простору пошуку, який використовується для пошуку необхідних елементів знань. Тому у даній статті ми проаналізували внутрішні семантичні залежності однорідних класів об’єктів і те, як вони впливають на декомпозицію таких класів. Оскільки всі підкласи однорідного класу об’єктів утворюють повну решітку, ми застосували методи аналізу формальних концептів для вилучення та пошуку знань у відповідній концептуальній ґратці. Ми виявили, що такий підхід не враховує внутрішні семантичні залежності в однорідному класі об’єктів, а отже, це може спричинити виведення і пошук формальних понять, які є семантично некоректними у межах галузі знань, що моделюється. Ми адаптували алгоритм декомпозиції однорідних класів об’єктів для такої моделі представлення знань, як об’єктно-орієнтовані динамічні мережі, додавши додаткові параметри фільтрації для динамічного видобування та пошуку знань. У результаті алгоритм видобуває знання шляхом побудови лише семантично коректних підкласів однорідних класів об’єктів, а потім фільтрує їх відповідно до запитів щодо атрибутів та залежностей, виконуючи пошук знань. Крім того, ми ввели коефіцієнт узгодженості декомпозиції, який дозволяє оцінити, наскільки алгоритм може зменшити простір пошуку для видобування знань і покращити продуктивність. Для демонстрації деяких можливих сценаріїв застосування вдосконаленого алгоритму ми навели відповідний приклад видобування та пошуку знань за допомогою декомпозиції конкретного однорідного класу об’єктів

ВЕРИФИКАЦИЯ АЛГЕБРАИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЛАМИНАРНО-ТУРБУЛЕНТНОГО ПЕРЕХОДА ПРИ РАСЧЕТЕ ТРЕХМЕРНОГО ТЕЧЕНИЯ В ТУРБИННОЙ РЕШЕТКЕ

This study presents a numerical simulation of a 3D viscous compressible flow in the turbine cascade taking into account the laminar-turbulent transition. The numerical simulation is performed using the Reynolds-averaged Navier-Stokes equations and the low-Reynolds k-ω SST turbulence model. The Langtry’s algebraic Production Term Modifier (PTM) model is applied for modeling the laminar-turbulent transition. To determine the applicability limits of the PTM model and to estimate its ability to simulate turbomachinery flows, a detailed comparison of the numerical results and the existing experimental data was performed for the transitional flow in the subsonic VKI-Genoa cascade.Рассматривается трехмерное турбулентное течение вязкого сжимаемого газа в турбинной решетке с учетом ламинарно-турбулентного перехода. Математическое моделирование такого течения осуществляется на основе уравнений Навье-Стокса, осредненных по Рейнольдсу, и двухпараметрической дифференциальной модели турбулентности k–ω SST. Моделирование перехода выполнено с помощью алгебраической модели PTM (Production Term Modification). Для выяснения границ применимости и оценки возможностей модели PTM при расчете течений в решетках турбомашин проведено подробное сопоставление численных результатов и существующих экспериментальных данных для переходного течения в дозвуковой решетке VKI-Genoa

ТЕСТИРОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА «F» НА ЗАДАЧЕ РАСЧЕТА ОБТЕКАНИЯ ИЗОЛИРОВАННЫХ ПРОФИЛЕЙ

Test calculations of inviscid and viscous gas flows for isolated profiles were made. Numerical modelling was performed using CFD-solver F, where implicit difference schemes are implemented: the alternate directions Beam-Warming scheme and the iterative scheme based on the Newton method. Investigations showed an accordance of the results obtained with considered schemes, with each other, and with experimental and numerical data of other authors. The implicit iterative scheme allowed to reduce computation time required for the establishment of solutions, compared with Beam-Warming scheme.Выполнены тестовые расчеты обтекания невязким и вязким газом изолированных профилей. Численное моделирование проводилось с помощью решателя F, в котором реализованы неявные разностные схемы: схема переменных направлений Бима-Уорминга и итерационная схема, разработанная на основе метода Ньютона. Исследования показали согласование результатов, полученных по рассмотренным схемам, между собой, а также с экспериментальными и расчетными данными других авторов. Неявная итерационная схема позволила уменьшить процессорное время, необходимое для установления решения, по сравнению со схемой Бима-Уорминга.