حل عددی جریان شتابدار آشفته در ورودی لوله

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 می دهد که هر سه حالت یک، دو و سه بعدی، روند کلی را به خوبی داده های آزمایشگاهی پیش بینی می کنند. نتایج در بعد زمان و بعد مکان مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. مشخصه های خاص جریان آشفته مانند انرژی جنبشی آشفتگی در حالت یک بعدی نتایج قابل قبول تری در مقایسه با مقادیر تجربی نشان می دهد. همچنین نتایج دو و سه بعدی بهم بسیار نزدیک هستند. در مجموع با توجه به پیچیدگی های حل سه، دو و یک بعدی و توجه به میزان انطباق نتایج، استفاده از مدل یک بعدی در قسمت توسعه یافته جریان توصیه می شود 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 تنها به معیار سرعت محوری بسنده نمود بلکه به سایر مشخصه های 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 مشخصه های سیال دست خوش تغییرات می شود، بنابراین روابط مربوط به طول توسعه یافتگی که برای جریان های 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 شتاب دهی است استفاده شود. مقایسه بین طول توسعه یافتگی برای جریان ناپایای مورد مطالعه در این تحقیق با جریان پایای معادل نشان می دهند تفاوت زیادی بین طول توسعه یافتگی برای دو نوع رژیم جریان پایا و ناپایا وجود دارد.