تحلیل جریان درهم سیال روی یک، دو و سه استوانه‌ی متوالی با استفاده از روش ورتکس‌های تصادفی

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقاله 9، دوره 24، شماره 1، بهمن 1391، صفحه 133-146   

نوع مقاله: مقاله کوتاه

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/fum-mech.v24i1.21518

نویسندگان

مهرداد زابلی؛ بهروز ظفرمند^*

دانشگاه آزاد اسلامی مشهد

چکیده

تحلیل جریان اطراف اجسام استوانه‌ای یکی از مسائل اساسی در مکانیک سیالات می‌باشد و از اهمیت بالایی برخوردار است. بررسی میدان‌های سرعت در جریان‌های پتانسیل و لزج، به‌عنوان اساس و پایه‌ای برای یافتن میدان فشار و بررسی نیروهای وارد از سیال به جسم مانند نیروی لیفت و درگ، در رژیم‌های مختلف جریان، اکثر تحقیقات در شاخه‌ی سیالات را به خود اختصاص داده است. چون تشکیل گردابه‌ها در پشت جسم ماهیتی کاملاً وابسته به زمان دارد، با مدل‌های معمولی توربولانس که بر اساس متوسط زمانی عمل می کند، قابل توجیه نیست و باید از حل مستقیم معادلات ناویر استوکس استفاده نمود. یکی از مدل‌های موجود که می تواند معادلات وابسته به زمان ناویراستوکس را در گستره‌ی وسیعی از اعداد رینولدز حل نماید روش ورتکس‌های تصادفی است. در این روش چون میدان سرعت به‌صورت لحظه‌ای محاسبه می شود و می‌توان از آن برای جریان درهم که ماهیتی وابسته به زمان دارد استفاده نمود. در این روش معادلات ورتیسیته‌ی به‌دست‌آمده از معادلات ناویر استوکس در دو مرحله جابه‌جایی و پخش حل می‌شود. در این تحقیق جریان روی یک، دو و سه استوانه در رینولدز 140000 مورد بررسی قرار گرفته و میدان سرعت لحظه‌ای و متوسط همراه خطوط جریان نمایش داده شده است. همچنین با رسم لحظه‌ای توزیع میدان گردابه‌ها و خطوط جریان نمایش زیبای گردابه‌ها در منطقه پشت استوانه‌ها قابل مشاهده است.

کلیدواژه‌ها

نگاشت همدیس؛ جریان درهم و آرام؛ روش ورتکس‌های تصادفی

مراجع