بهبود عملکرد روش تاثیر فیزیکی بر روی شبکه حجم محدود مرکز سلولی

یکی از چالش های موجود در استفاده از روش های تمام کوپل در حل معادلات ناویر-استوکس، هزینه محاسباتی بالای این روش ها در تشکیل ماتریس ضرایب و حل دستگاه معادلات خطی است. یکی از راه حل های موجود برای کاهش هزینه محاسبات اینگونه روش ها، افزایش سرعت همگرایی است. از این رو عملکرد الگوریتم مورد استفاده در مدل-سازی جریان، می تواند تاثیر به سزایی در کاهش هزینه محاسباتی داشته باشد. در این مقاله به ارائه یک رهیافت برای بهبود عملکرد روش تاثیر فیزیکی در حل جریان تراکم-ناپذیر، در شبکه مرکز سلولی پرداخته می شود. گسسته سازی بهینه شده برای سرعت جابجا کننده بر روی سطح کنترل، توضیح داده و با روش های قبل مقایسه شده است. مزیت های روش جدید در مقایسه با مدل های مشابه به طور کامل مورد بررسی قرار گرفته است. الگوریتم بهینه شده، با حل جریان پایا در یک حفره مربعی با درپوش متحرک در عددهای رینولدز ۱۰۰ تا ۱۰۰۰۰ و جریان گذرنده از پله در عدد رینولدز ۸۰۰مستندسازی شده است. مقایسه روند همگرایی روش جدید در حل مسائل نمونه در شبکه یکسان با روش های پیشین و بررسی تغییرات باقی مانده در هر تکرار نشان دهنده عملکرد مناسب روش بهبودیافته است. با توجه به اینکه روش بهبود یافته مشابه روش های قبلی از تعداد ۹ سلول برای گسسته سازی معادلات استفاده می کند، ظرفیت حافظه و هزینه محاسباتی یکسانی دارد. لذا افزایش سرعت همگرایی در روش بهبودیافته نشان دهنده عملکرد بهتر روش جدید می باشد. روش بهبودیافته می تواند به عنوان پایه ای برای توسعه کدهای دینامیک سیالات محاسباتی برای شبکه مرکز سلولی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

numerical simulation ، Computational Fluid Dynamics ، Incompressible Flow ، Physical Influence Scheme ، Fully Coupled Algorithm ، شبیه سازی عددی ، دینامیک سیالات محاسباتی ، جریان تراکم ناپذیر ، الگوریتم تاثیر فیزیکی ، الگوریتم تمام کوپل