شبیه سازی عددی ریزش گردابه ها در عبور یک استوانه از درون سیال ساکن به روش مرز غوطه ور

در مقاله حاضر عبور یک استوانه از درون سیال ساکن بهطور عددی شبیه سازی شده است . رینولدز جریان نسبتا بالا لحاظ شده است تا طرح جریان نوسانی با ریزش گردابه ها در پشت استوانه محقق گردد. در روش های مرسوم دینامیک سیالات محاسباتی که شبکه ها به صورت منطبق بر مرز تولید می شوند، برای بررسی حرکت یک جسم درون سیال بایستی در هر گام زمانی شبکه ی محاسباتی مجددا تولید شود که کاری سخت، پر هزینه و اغلب دشوار است. یک روش جایگزین برای پرهیز از دشواری یاد شده استفاده از روشهای غیر منطبق بر مرز نظیر روش مرز غوطه ور به منظور معرفی جسم درون شبکه است. در روش مرز غوطه ور جسم به عنوان مانع سر راه جریان به صورت مجازی در حوزه ی محاسباتی تعریف می شود. در تحقیق حاضر از این روش برای تحلیل حرکت استوانه درون سیال ساکن استفاده شده است. معادلات حاکم بر مسئله، دستگاه معادلات ناویر-استوکس هستند که به روش حجم محدود گسسته سازی شده اند و با استفاده از الگوریتم سیمپل حل شده اند. نتایج نشان داد که روش مرز غوطه ور به خوبی میتواند طرح جریان نوسانی در پشت استوانه ی متحرک را مدلسازی نماید. قابل ذکر است که نتایج مطالعهی حاضر از منظر دو ناظر متفاوت (ناظر سوار بر استوانهی متحرک و ناظر سوار بر سیال ساکن) گزارش شده است.

کلیدواژه ها:

شبکه ی غیر منطبق بر مرز ، الگوریتم سیمپل ، روش حجم محدود ، حرکت استوانه ، معادلات ناویر-استوکس