Numerical investigation of flow recirculation in a draft tube

Abstract

A numerical investigation of turbulent flow in a draft tube with and without an opening (slot) in the top of each of its three outlet channels is presented. A commercial CFD code, CFX-5, is used to solve the Reynolds-averaged Navier-Stokes equations and a standard k-ε turbulence model with a scalable wall-function. The case for no slots was compared with the cases of three mass flow rates into the slots. The results demonstrate that values of the overall pressure coefficient and velocity head obtained for various slot mass flow rates are not significantly different. The flow into the slots, however, creates different amounts of localised recirculation and backflow in the individual outlet channels formed between the two pier noses. RÉSUMÉCet article présente une étude numérique de l'écoulement turbulent dans une chambre d'aspiration avec et sans ouverture (fente) sur le dessus de chacun de ses trois canaux de sortie. Un code commercial de dynamique des fluides, CFX-5, est utilisé pour résoudre les équations de Navier-Stokes en moyenne de Reynolds avec un modèle standard de turbulence k-e et une fonction de paroi ajustable. Le cas sans fentes a été comparé aux cas avec trois débits unitaires de masse dans les fentes. Les résultats montrent que les valeurs du coefficient de pression global et de la vitesse acquise pour différents débits unitaires de fente ne sont pas sensiblement différentes. L'écoulement dans les fentes, crée cependant différentes quantités de recirculation et de refoulement localisés dans les canaux de sortie formés entre les deux nez de pilier.

Design criteria for a type of asymmetric orifice in a surge tank using CFD

“…Nevertheless, examples of successful application can also be found in a wide range of cases: from wind forces on photovoltaic panels (Edgar et al, 2015) to anti-icing systems for wings (Hannat et al, 2014) or hydro power intakes (Bermúdez et al, 2017;Gabl et al, 2018). This commercial code is well validated for free surface (Andersson et al, 2013;De Cesare et al, 2001) and pressurized flow conditions (Adam et al, 2016b;Adane et al, 2008;Gabl et al, 2014bGabl et al, , 2018Seibl, 2016;.…”