شبیه سازی مستقیم عددی جریان لایه مرزی دوبعدی و غیر قابل تراکم با استفاده از روش تفاضل محدود فشرده

معادله بی­بعد شده ناویر- استوکس در فرم چرخشی برای جریان لایه مرزی دو بعدی صفحه­ای به روش مستقیم عددی حل شده است. با در نظر گرفتن پروفیل سرعت در ورودی دامنه محاسباتی، از ضخامت لایه مرزی به عنوان طول مشخصه و از سرعت یکنواخت محیط بعنوان سرعت مشخصه به منظور بی بعد سازی استفاده شده است. معادلات دیفرانسیل حاکم با استفاده از روش اختلاف محدود فشرده در جهات اصلی جریان و عمود بر جریان  گسسته شده­اند. از یک نگاشتجبری برای تبدیل دامنه فیزیکی به دامنه محاسباتیاستفاده شده است. جهت توسعه محاسبات در دامنه زمان از روش رانج کوتای فشرده مرتبه سوم استفاده شده است. شرط مرزی خروجی با استفاده از مدل انتقالی تعیین شده است. نتایج شبیه سازی این نوع جریان، با حل بلازیوس مقایسه شده، که صحت کد را نشان می­دهد. در این مطالعه مشخصه­های جریان لایه مرزی آرام نیز جهت ارزیابی صحت کد، امتحان و با تقسیم کردن طول­ها و  سرعت­ها به ترتیب با ضخامت لایه مرزی و سرعت یکنواخت محیط، پروفیل­ها و کانتورهای سرعت و گردابه در دستگاه مختصات بی بعد رسم و خود تشابهی در آنها مشاهده شده است.

کلیدواژه ها:

شبیه سازی مستقیم عددی ، جریان لایه مرزی ، تفاضلات محدود فشرده ، معادلات ناویر-استوکس ، خودتشابهی