ارزیابی مدل گرادیانی تنظیم شده در محاسبه تانسور تنش مقیاس های زیرشبکه ای با تصحیح حلگر پیمپل فوم در نرم افزار اپن فوم

مدل سازی مناسب مقیاس های زیرشبکه ای در تعیین دقت محاسبات روش شبیه سازی گردابه های بزرگ در تحلیل جریان های آشفته از اهمیت به سزایی برخوردار است. در سال های اخیر، شاخه جدیدی از مدل های زیرشبکه ای موسوم به مدل های گرادیانی در محاسبه تانسور تنش و بردار شار حرارتی مقیاس های زیرشبکه ای توسعه یافته اند و در روش شبیه سازی گردابه های بزرگ مورد استفاده قرار گرفته اند. در این پژوهش، برای اولین بار معادلات مدل زیرشبکه ای گرادیانی تنظیم شده در نرم افزار اپن فوم پیاده سازی شده و ایده تصحیح حلگر پیمپل فوم برای بهبود دقت نتایج مدل مذکور استفاده شده است. این مدل بر مبنای بسط سری تیلور تنش مقیاس های زیرشبکه ای بنا شده است و از فرضیه تعادلی محلی به منظور ارزیابی انرژی جنبشی مقیاس های زیرشبکه ای استفاده می کند. برای ارزیابی دقت مدل گرادیانی تنظیم شده و تغییرات اعمال شده در حلگر پیمپل فوم، شبیه سازی جریان کانال آشفته در عدد رینولدز اصطکاکی ۳۹۵ با استفاده از نرم افزار متن باز اپن فوم انجام شده و نتایج روش فوق با داده های شبیه سازی عددی مستقیم و دیگر مدل های مختلف زیرشبکه ای مانند مدل اسماگرینسکی، اسماگرینسکی دینامیکی و دیردورف مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که مدل گرادیانی تنظیم شده کمیت های آشفتگی مرتبه اول و مرتبه دوم را با دقت بالایی بازیابی می کند.

کلیدواژه ها:

Modulated Gradient Model (MGM) ، Sub-Grid Scale Stress Tensor ، Turbulent Channel Flow ، OpenFOAM Software ، مدل گرادیانی تنظیم شده ، تانسور تنش مقیاس های زیرشبکه ای ، جریان کانال آشفته ، نرم افزار اپن فوم