مدلسازي عددي انواع جريان جت از طريق حل عددي معادلات ناوير - استوكس  Fulltext 

[ محمدمهدي حيدري ] - عضو هيئت علمي مجتمع تحقيقاتي و صنعتي يا مهدي (عج)
[ حسن خالقي ] - استاديار بخش مهندسي مكانيك دانشكده فني و مهندسي دانشگاه تربيت مدرس

خلاصه مقاله:

در اين مقاله جريان سيال در وضعيت دو بعدي و دائمي مورد بررسي قرار گرفته است و معادلات ديفرانسيل حاكم بر آن از نوع بيضوي هستند. براي حل معادلات يك برنامه كامپيوتري تهيه شده است تا معادلات حاكم را با استفاده از CFD حل كند. براي انفصال معادلات از روش اختلاف محدود نقطه اي استفاده شده است. لذا عبارتهاي ديفرانسيلي به همان صورت در روي گره هاي شبكه ميدان حل منفصل مي شوند. براي اصلاح ضرايب در مواقعي كه قدرت فرايند جا به جايي از قدرت فرايند پخش بيشتر است از روشهاي تقريب رو به باد تركيبي و تواني متناسب با انفصال انجم شده استفاده ميشود. براي تسريع در نيل به جواب و در بري مواقع جلوگيري از واگرايي، از ضريب تسريع به تناسب معادلات و به صورت ثابت و وابسته به تعداد تكرارها استفاده شده است كه نتايج مفيدي را به همراه داشته است. اين برنامه قابليت حل مسائل در شبكه يكنواخت و شبكه نايكنواخت را دارد.
اين برنامه قدرت تحليل سيل تراكم ناپذير و سيال تراكم پذير را دارد، لذا معادلات كامل ناوير – استوكس در آن حل ميشود. براي بررسي صحت عملكرد برنامه، جريان چرخشي درون محفظه و يا جريان جا به جايي طبيعي درون محفظه مورد تحليل قرار گرفته كه نتايج آن در مقايسه با نتايج بالا مورد تاييد قرار گرفته است. هدف اصلي اين بنرامه تعيين رفتار جريانهاي مختلف جت و به خصوص جت تحت جانبي است. لذا براي خر كدا از اين جريانها از شرايط مرزي و ميان حل مناسب با فيزيك جريان استفاده شده است كه نتايج بدستا آمده براي هر يك رضايتبخش بوده است. جت تحت جريان جانبي به ازاي مقادير مختلف سرعت جت و زواياي ورودي گوناگون مورد بررسي قرار گرفته است كه به ازاي سرعتهاي زياد و مقادير بزرگ زاويه ورودي، جريان چرخشي درمجاورت نازل پديد مي ايد. براي اطمينان از صحت ميدان جريان شرط برقراري تعادل كلي جرمي، علاوه بر شرايط مرزي بر روي ميدان اعمال شده است و لذا شرط توسعه يافتگي نيمرخ سرعت را در طول چريان مي توان ملاحظه كرد.