بررسی عددی جریان و توزیع غلظت درون کانال با المان استوانه ای به روش شبکه بولتزمن

در این پژوهش جریانی از یک سیال به همراه ذرات الاینده اطراف یک المان استوانه ای که مدل خوبی از یک مرز خمیده می باشد به روش عددی شبکه بولتزمان شبیه سازی شده است.در این شبیه سازی با استفاده از روش شبکه بولتزمان ، میدان سرعت درون کانال و ضریب دراگ روی استوانه و همچنین طول گردابه تشکیل شده پشت استوانه بدست آمده است.شبیه سازی توزیع غلظت ذرات با استفاده از معادله اویلر اطراف استوانه صورت گرفته است.برای شبیه سازی مرز منحنی استوانه از روش میانیابی توابع توزیع در نزدیک مرز استفاده شده است.ابتدا شبیه سازی در رینولدز 45 و در نسبت های مختلف ارتفاع کانال به قطر استوانه (H/D) انجام شد. با افزایش این نسبت طول گردابه تشکیل شده پشت سیلندر افزایش یافته است. سپس شبیه سازی در رینولدز 100 و نسبت های مختلف ارتفاع کانال به قطر استوانهصورت گرفته است که نتایج نشان دهنده بوجود آمدن پدیده فون کارمن در پشت استوانه می باشد. در ادامه به بررسی میزان جذب ذرات آلاینده پرداخته و تغییرات غلظت قبل و بعد از المان استوانه ای نشان داده شده است. هماهنگی مطلوب بین شبیه سازی انجام شده به روش شبکه بولتزمان با نتایج محققان قبلی نشان دهنده توانایی این روش در تحلیل جریان و انتقال جرم روی مرز منحنی می باشد.

کلیدواژه ها:

شبکه بولتزمان ، مرز منحنی ، سیلندر استوانه ای ، ضریب دراگ ، توزیع غلظت