مطالعه جریان آشفته شتاب دار درون لوله با استفاده از مدل های آشفتگی مختلف

در پژوهش حاضر، جریان آشفته شتاب دار خطی در یک لوله برای حوزه متغیر از اعداد رینولدز، به وسیله پنج مدل مرسوم جریان آشفته شبیه سازی می شود. مدل های آشفتگی موردنظر، مدل جبری بالدوین- لومکس (BL)، مدل یک معادل های اسپالارت- آلماراس (SA)، مدل k-ω مدل k-ε با تصحیح دیواره لام- برمهورست و مدل k-ε-v2 می باشند. هدف، مطالعه دقیق تر جریان و بررسی کارایی و قابلیت مدل های مذکور در پیش بینی تنش برشی دیواره، تنش رینولدز، لزجت آشفتگی، تاخیر زمانی در پاسخ و سرعت متوسط می باشد. همچنین تغییر عواملی نظیر قطر لوله، نوع سیال، رینولدز اولیه شتاب و نرخ شتاب دهی و تاثیر آن بر پارامترهای فوق به دقت مورد بررسی قرار می گیرد. به منظور راستی آزمایی، نتایج حاصل از مدل های آشفتگی با نتایج تجربی و عددی ( مدل سازی آشفتگی و شبیه سازی گردابه های بزرگ) دیگر محققان مقایسه گردیده است. نتایج نشان از دقت مطلوب نتایج حاصل از مدل سازی یک بعدی جریان آشفته شتاب دار در مقایسه با نتایج شبیه سازی گردابه های بزرگ (سه بعدی) دارد. همچنین تاخیر در پاسخ آشفته پیش بینی شده به وسیله مدل ها ( به جز م BL)، تطابق نسبتا خوبی با مقادیر آزمایشگاهی نشان می دهد. مقایسه توزیع سرعت متوسط، انرژی جنبشی آشفته و لزجت آشفتگی نشان از دقت بهتر مدل k-ε-v 2 نسبت به سایر مدل ها دارد.

کلیدواژه ها:

جریان آشفته شتابدار ، تاخیر زمانی ، تنش رینولدز ، مدل آشفتگی