شبیه سازی مستقیم عددی جریان گردابه ای با استفاده از روشتفاضل محدود فشرده تطبیقی

معادله بی بعد شده ناویر استوکس در فرم چرخشی برای جریان گردابه ای دو بعدی به روش مستقیم عددی حل شده است. با در نظر گرفتن پروفیل سرعت با توزیع گوسی در ورودی دامنه محاسباتی،نصف عرض پروفیل دنباله به عنوان طول مشخصه و سرعت مرکزی پروفیل دنباله بعنوان سرعت مشخصه به منظور بی بعد سازی استفاده شدهاست. معادلات دیفرانسیل حاکم با استفاده از روش اختلاف محدود فشرده لیله در جهات اصلی جریان x و عمود به جریان (y) گسسته شده اند. جهت توسعه محاسبات در دامنه زمان از روش رانج کوتای فشرده مرتبه سوم استفاده شدهاست. از شرط مرزی انتقالی برای ایجاد شرایط جریان غیربرگشتی در مرز خروجی استفاده شده است. نتایج عددی برای ناحیه آرام محاسبه شده است و ازجوابهای تحلیلی غیر ویسکوز (جریان استوارت) و معادله نفوذ وابسته به زمان برای ارزیابی صحت نتایج شبیه سازی استفاده می گردد. در این مطالعه مشخصه های جریان گردابه ای آرام نیز جهت ارزیابی صحت کد، بررسی و با تقسیم کردن بعد عرضی و سرعت ها با نصف عرض پروفیل نقصان دنباله 2 و سرعت خط مرکزی پروفیل نقصان دنباله، پروفیل های سرعت در ایستگاه های مختلف در جهت جریان رسم شدهاند و خود تشابهی در آنها بررسی شده است. نتایج بیانگر دقت و تطابق دقیق نتایج حاصله از شبیهسازی با حل های دقیق معادله ناویر استوکس میباشد.

کلیدواژه ها:

شبیه سازی مستقیم عددی ، جریان گردابه ای ، تفاضل محدود فشرده تطبیقی ، معادلات ناویر استوکس ، خودتشابهی