حل عددی جریان شتابدار آشفته در ورودی لوله

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقاله 5، دوره 22، شماره 2، شهریور 1390، صفحه 69-94   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/fum-mech.v22i2.10616

نویسندگان

علی خالقی^* ؛ محمود پسندیده فرد؛ علیرضا تیمورتاش

ایرانی

چکیده

در این مقاله با حل عددی یک، دو و سه بعدی جریان شتاب دار آشفته در ورودی لوله به بررسی طول ناحیه توسعه یافته و تحلیل سایر مشخصه-های جریان، پرداخته شده است. مدل آشفتگی مورد استفاده SST انتخاب گردید. این تحقیق نشان می‌دهد که هر سه حالت یک، دو و سه بعدی، رَوند کلی را به خوبی داده‌های آزمایشگاهی پیش بینی می کنند. نتایج در بُعد زمان و بُعد مکان مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. مشخصه‌های خاص جریان آشفته مانند انرژی جنبشی آشفتگی در حالت یک بعدی نتایج قابل قبول‌تری در مقایسه با مقادیر تجربی نشان می‌دهد. همچنین نتایج دو و سه بعدی بهم بسیار نزدیک هستند. در مجموع با توجه به پیچیدگی‌های حل سه، دو و یک بعدی و توجه به میزان انطباق نتایج، استفاده از مدل یک بعدی در قسمت توسعه یافته جریان توصیه می‌شود ولی در قسمت در حال توسعه جریان حل دوبعدی کفایت می کند. نتایج این تحقیق نشان دهنده این واقعیت مهم است که در بررسی و تشخیص ناحیه توسعه یافته جریان نباید تنهاً به معیار سرعت محوری بسنده نمود بلکه به سایر مشخصه‌های جریان (مانند: انرژی جنبشی آشفتگی، لزجت آشفتگی، اتلافات و ...) توجه کافی مبذول داشت. با توجه به تعریف ناحیه توسعه یافته چون برای جریان شتابدار رفتار مشخصه‌های سیال دست خوش تغییرات می‌شود، بنابراین روابط مربوط به طول توسعه‌یافتگی که برای جریان‌های پایا مورد استفاده قرار می گرفت، کارایی و اعتبار خود را از دست داده و باید از روابط اصلاح شده که وابسته به شرایط دوره شتاب‌دهی است استفاده شود. مقایسه بین طول توسعه‌یافتگی برای جریان ناپایای مورد مطالعه در این تحقیق با جریان پایای معادل نشان می دهند تفاوت زیادی بین طول توسعه‌یافتگی برای دو نوع رژیم جریان پایا و ناپایا وجود دارد.

مراجع