شبیه سازی دوبعدی میدان سرعت در دو حالت اجباری و غیراجباری در لایه برشی با روش المان گردابه ای

در این تحقیق، روش المان گردابه ای به عنوان یک روش مستقیم برای شبیه سازی جریان در یک لایه برشی دو بعدی غیر واکنشی در دو حالت اجباری و غیر اجباری مورد استفاده قرار گرفته است . رشد زمانی ناپایداری در لایه برشی و سپس تشکیل گردابه ها در مقیاس های مختلف توربولانسی که در اثر درهم پیچیدن لایه های ورتیسیتی می باشند، در دو بخش که یکی مربوط به لایه برشی بدون تحریک (غیراجباری) و د یگری مربوط به لایه برشی با اعمال تحریک (اجباری) می باشد، به خوبی شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهد که در لایه برشی بدون تحریک، رشد گردابه ها بصورت خطی و مطابق با بزرگترین فرکانس ناپایداری صورت می گیرد درحالیکه با اعمال تحریک خارجی، مودها و فرکانس های نا پایداری مختلفی در رشد و دفع گردابه ها تاثیر گذار هستند که مهمترین آنها همان فرکانس اجباری تحریک می باشد و رشد ناپایداریها دیگر بهیچوجه خطی نیست . همچنین اثر افزایش نسبت سرعت بین لایه ها در نحوه تشکیل و رشد گردابه ها مورد بررسی قرار گرفته است . نتایج نشان می دهد که افزایش نسبت سرعت دو لایه که باعث افزایش نرخ برش می گردد، سبب تسریع ناپایداری می شود. نیز فرآیند جفت شدن گردابه ها و مکانیزم شکل گیری آن به خوبی نشان داده شده است. نتایج بدست آمده حاصل از این تحقیق در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی تطابق خوبی را نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

جریان آشفته ، روش المان گردابه ای ، لایه برشی بدون تحریک اجباری ، لایه برشی با تحریک اجباری ، ناپایداری