مدل سازی عددی رفتار ناپایای جت پالسی در محدوده نزدیک خروجی نازل

در این پژوهش رفتار ناپایای یک جت هوای پالسی در محیط ساکن، با استفاده از شبیه سازی عددی دوبعدی بررسی شده است. در گام نخست، برای صحه گذاری مدل عددی، جریان جت پایا در شرایط مشابه آزمایشگاهی شبیه سازی و نتایج با داده های تجربی مقایسه شده است. اختلاف کم حدود ۷% میان نتایج نشان می دهد که مدل آشفتگی k-ε RNG و حلگر تراکم پذیر، جریان جت آزاد را با دقت خوبی بازتولید می نماید. در ادامه، جت پالسی با فرکانس ۱۰۰ هرتز تحلیل شده است. نتایج کانتورهای سرعت و ورتیسیته در فازهای روشن و خاموش سیکل نشان می دهد که جبهه هوای پرانرژی اولیه منجر به تشکیل گردابه های پیشرو می شود و اندرکنش گردابه ها با هوای محیط، فرآیند اختلاط و گسترش عرضی جریان را تسریع می کند. برای بررسی تاثیر دما بر شکل گیری سازوکارهای ناپایا و تکامل گردابه ها، دو دمای هوای ورودی ۳۰۰ و ۴۰۰ کلوین مدنظر قرار گرفت. نتایج بیانگر آن بود که افزایش دمای هوای ورودی، موجب افزایش حدود ۱۶% در سرعت اوج گردابه پیشرو و کاهش حدود ۱۲% در سرعت گردابه دنباله ای می شود. همچنین مقدار بیشینه انرژی جنبشی آشفتگی در جت گرم حدود ۳۴% بیشتر از حالت مرجع است که بیانگر تشدید نوسانات سرعت و افزایش شدت درون آمیختگی در میدان نزدیک می باشد.

کلیدواژه ها:

جت پالسی ، شبیه سازی عددی ، جریان آشفته ناپایا ، درون آمیختگی ، اثر دما