شبیه سازی عددی جریان روی مجموعهای از میکروسیلندرهای مدور با استفاده از روش شبکه بولتزمن

در بسیاری از کاربردهای صنعتی و پزشکی جریان سیال حول مجموعه ای از سیلندرها قابل مشاهده است. از جمله این موارد می توانبه مبدلهای حرارتی در صنایع مختلف و فیلترهای فیبری اشاره کرد. همچنین این هندسه را می توان به عنوان یک محیط متخلخل سادهدر نظر گرفت. در کار حاضر با استفاده از روش شبکه بولتزمن که ابزاری مناسب برای حل عددی جریانهای با هندسه پیچیده می باشد،جریان حول مجموعهای از سیلندرهای مدور به عنوان مدلی ساده شده از فیلترهای فیبری شبیه سازی شد. در ابتدا به منظور اعتبارسنجی نتایج حاصل از کد نوشته شده، جریان حول ستونی از سیلندرها شبیه سازی و ضریب درگ به دست آمده با نتایج موجود مقایسهو تطابق خوبی مشاهده گردید. سپس با مدلسازی مجموعهای از سیلندرهای مدور با آرایش منظم، تأثیر نحوه آرایش سیلندرها در مسیرجریان همچنین اثر فاصله بین سیلندرها (گام سیلندر) بر روی افت فشار ایجاد شده برای جریا ن در محدوده اعداد رینولدز پایین کهعموماً در شرایط کارکرد فیلترهای هوایی برقرار است، بررسی گردید. با استفاده از نتایج حاصله، رابطه ای بین ضریب افت فشار بر حسبعدد رینولدز و گام سیلندر برای این نوع جریان و در محدوده اعداد رینولدز مورد بررسی به دست آمد. نتایج نشان دادند که اثر گامسیلندر روی افت فشار بسیار بیشتر از نحوه آرایش سیلندرها است. هر چه گام سیلندر بزرگتر شود، افزایش گام تأثیر کمتری بر افت فشاردارد. در رینولدزهای بزرگتر تأثیر آرایش سیلندرها روی افت فشار محسوستر است. در ضمن با افزایش گام تأثیر عدد رینولدز روی افتفشار کاهش می یابد.

Keywords:

روش شبکه بولتزمن , مجموعه سیلندرها , فیلترهای فیبری , افت فشار