مقایسه عددی جریان درون حفره به روش شبیه سازی گردابه های بزرگ در شبکه های متمرکز و جابجا شده

به منظور مطالعه رفتار جریان حقیقی در مسائل مختلف، لازم است معادلات حاکم بر جریان حل شود . این معاد لات شامل معادله پیوستگی ومومنتم بوده که به معادلات ناویراستوکس منجر می گردند . با افزایش سرعت سیال، رفتار جریان به تدریج از حالت لایه ای به حالت آشفته تغییر می نماید . عدد بی بعد رینولدز پارامتر تعیین کننده رفتار جریان بوده و مقدار بحرانی این پارامتر در تب دیل جریان لایه ای به آشفته، به شرایط محیط و نوع مسئله بستگی دارد . در این مقاله، جریان سیال تراکم ناپذیر دو بعدی درون حفره به کمک مدل عددی تهیه شده شبیه سازی گردید . به منظور مدل نمودن اثرات آشفتگی در برنامه تهیه شده از روش شبیه سازی گردابه های بزرگ و برای گرفتن اثرات زیر شبکه ای گردابه های کوچک از مدل زیر شبکه اسماگورینسکی استفاده شده است . همچنین محاسبات در شبکه های متمرکز و جابجا شده انجام و نتایج با یکدیگر مقایسه گردید . جهت گسسته سازی و حل معادلات حاکم، از روش حجم محدود و الگوریتم پیزو استفاده شده است . سپس رفتار جریان درون حفره به ازاء مقادیر مختلف عدد رینولدز بررسی گردید. بدین منظور، سرعت افقی و عمودی در مرکز حفره، برای رینولدزهای مختلف و در دوحالت شبکه متمرکز و جابجا شده تعیین و با نتایج به دست آمده توسطGhiaمقایسه شد . این مقایسه نشان داد که مدل عددی تهیه شده با دقت خوبی قادر به شبیه سازی اینگونه مسائل است. همچنین خروجیهای مدل نشان داد که گرچه نتایج به دست آمده از به کار بردن شبکه جابجا شده در مقایسه با شبکه متمرکز ، تا حدودی به نتایجGhia نزدیک تر می باشد، اما زمان محاسبات در شبکه متمرکز در مقایسه با شبکه جابجا شده کمتر است.

کلیدواژه ها:

شبیه سازی گردابه های بزرگ ، جریان درون حفره ، مدل زیر شبکه اسماگورینسکی ، شبکه جابجا شده ، شبکه متمرکز