شبیه سازی جریان تراکم پذیر گذر صوتی ناپایدار تناوبی با استفاده از الگوریتم فوریه مبنا

تحقیق حاضر جریان گذر صوتی ناپایدار حول ایرفویل های نوسانی را از طریق حل معادلات اویلر و ناویر استوکس و با استفاده از روش طیفی زمانی شبیه سازی کرده است و نتایج حاصل را با روش های قدیمی برای حل مسایل ناپایا نظیر فرمولاسیون تفاضلی پسرو و روش صریح شبکه ی سازمان یافته ی تطبیق پذیر، مقایسه می کند. روش طیفی زمانی از یک تبدیل فوریه گسسته در زمان استفاده می کند و از این رو، حل مستقیما در یک حالت تناوبی منطبق بر فیزیک جریان، پیش می رود. ابزار ریاضی استفاده شده در این جا تبدیلات مستقیم و معکوس فوریه می باشند. صحت الگوریتم حاضر از طریق پیاده سازی بر چند نمونه تست آیرودینامیکی دو بعدی تایید شده است. این نمونه تست ها ایرفویل های نوسانی نوع NACA 64A010 (مدل CT6) و نوع NACA 0012 (مدل CT1 و CT5) می باشند. به دلیل طبیعت آشفته ی جریان لزج در این نمونه تست ها، مدل آشفته Baldwin-Lomax برای آنالیز جریان لزج با دامنه ی نوسان بالا (مدل CT5) مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج حاصل از روش طیفی زمانی با نتایج آزمایشگاهی و دو روش ذکر شده، مقایسه شده است. نتایج ارایه شده توسط این روش، در عین حفظ دقت، کاهش چشمگیری را در هزینه ی محاسبات نسبت به دو روش دیگر نشان می دهد، چرا که جریان از طریق تبدیلات فوریه مستقیما به صورت تناوبی حل شده و از دقت طیفی برخوردار است. نتایج نشان می دهد که برای تسخیر فیزیک جریان، به تعداد فواصل زمانی اندکی (تنها چهار فاصله ی زمانی) در یک پریود نوسان ایرفویل در هر دو حالت دامنه ی نوسان پایین (مدل CT6) و دامنه ی نوسان بالا (مدل CT5)، در مقایسه با دیگر روش ها نیاز است.

کلیدواژه ها:

روش طیفی زمانی ، جریان گذر صوتی ناپایایدار ، ایرفویل نوسانی ، تبدیلات فوریه گسسته ، مدل آشفته بالدوین لوماکس (Baldwin-Lomax)