مدل سازی عددی جریان های لایه بندی شده ی غیر همسان با استفاده از مدل آشفتگی صریح جبری تنش رینولدز

تقریبا تمامی جریان های محیط زیستی مانند جریان هایی که در دریاچه ها، مخازن، مصب رودها و اتمسفر رخ می دهند آشفته و در اغلب موارد لایه بندی شده هستند. در جریان های لایه بندی شده به دلیل حضور نیروهای شناوری، تنش های ناشی از آشفتگی ناهمسان می باشند. دقت شبیه سازی عددی این گونه جریان ها به نحوه ی اعمال ناهمسانی تنش ها در مدل آشفتگی به کار گرفته شده بستگی دارد. مدل هیدرودینامیک مورد استفاده برای حل معادلات ناویر- استوکس، مدل دو بعدی قائم WISE می باشد. در این مقاله برای مدل سازی آشفتگی از یک مدل صریح جبری تنش رینولدز به همراه یک مدل صریح جبری شار اسکالر استفاده شده است. به منظور صحت سنجی مدل جبری تنش رینولدز آزمایش های انسداد- تبادل در جریان های لایه بندی شده ی آب شور و چگال شبیه سازی شده و نتایج مربوط به گسترش، موقعیت پیشانی و سرعت جریان حاصل از مدل آشفتگی جبری تنش رینولدز با نتایج اندازه گیری های آزمایشگاهی و نتایج مدل آشفتگی k-;epsilon با جملات شناوری مورد مقایسه و تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. بررسی های انجام گرفته در حالت کلی نشان دهنده ی عملکرد مناسب مدل جبری تنش رینولدز و برتری نسبی آن در مقایسه با مدل آشفتگی k-;epsilon می باشد.

Keywords:

Turbulence modelling , Explicit Algebraic Stress model , Saline and dense stratified flows , Buoyancy forces , Non-isotropic stresses , مدل سازی آشفتگی , مدل آشفتگی صریح جبری تنش رینولدز , جریان لایه بندی شده ی آب شور و چگال , نیروهای شناوری , تنش های ناهمسان