مطالعه ی عددی جریان آرام و آشفته ی جابجایی طبیعی هوای داخل محفظه، با استفاده از معادلات اصلاح شده

در این مقاله، مطالعه ی عددی جریان آرام و آشفته ی طبیعی هوای داخل محفظه مربعی شکل انجام شده است. جهت تحلیل سریع و محاسبات آسان تر جریان جابجایی طبیعی در درون محفظه و ارزیابی نتایج بدست آمده، سعی در اعمال ساده سازی در معادلات حاکم بر جریان شده است و این ساده سازی به صورت صرفنظر از ترم های جابجایی در مقابل دیگر ترم ها در معادله بقای اندازه حرکت انجام شده است. جهت کوپلینگ معادله بقای جرم به معادله بقای اندازه حرکت، از روش تراکم پذیری مصنوعی چورین استفاده شده است. معادلات حاکم بر جریان با روش حجم محدود جیمسون به گونه ای گسسته سازی شده اند که معادلات جبری حاصل به صورت صریح بوده و به شکل شبه زمانی ظاهر می شوند که با استفاده از روش رانگ کوتای مرتبه چهار و با الگوی پیشروش زمانی حل شده اند. برای تحلیل جریان آشفته نیز از مدل طول اختلاط پرانتل استفاده شده است. جهت ارزیابی این مدل عددی، نتایج آن با نتایج مشابه در دسترس مقایسه شده است و مطابقت خوبی حاصل شده است. نتایج این تحقیق عددی نشان داده است که با صرفنظر از جملات مربوط به جابجایی در معادلات بقای اندازه حرکت به ازای عدد رایلی برابر (3)10 تفاوت ناچیزی در جواب ها ایجاد می شود با افزایش عدد رایلی اختلاف نتایج کمی افزایش یافته و در بیشترین عدد رایلی مورد بررسی در این مطالعه، یعنی عدد رایلی برابر (7)10، درصد اختلاف سرعت بیشینه ی افقی و عمودی 17 % است و مقادیر عدد ناسلت متوسط و بیشینه به ترتیب 9% و 15 % با حالت حل کامل اختلاف دارد.

کلیدواژه ها:

جریان جابجایی طبیعی ، جریان آرام و آشفته ، محفظه ی مربعی شکل ، مطالعه عددی