شبیه سازی عددی جریان لزج اطراف یک سیلندر مربعی به روش شبکه بولتزمن

در این مطالعه بااستفاده از روش شبکه بولتزمن به شبیه سازی جریان سیال نیوتنی برروی یک سیلندرمربعی ،پرداخته شده است.در سال های اخیر روش لاتیس بولتزمن (LBM) بعنوان یک روش CFD جایگزین برای شبیه سازی جریان های با هندسه پیچیده، دو فازی، متلاطم و ... در آمده است. بر خلاف روش های CFD که بر پایه گسسته سازی معادلات پیوسته ماکروسکوپیک استوارند، روش لاتیس بولتزمن بر پایه مدل های میکروسکوپی و معادلات جنبشی مزوسکوپیک استوار است و دینامیک ماکروسکوپی سیال نتیجه رفتار تجمعی بسیاری از ذرات میکروسکوپیک در سیستم می باشد. در سطح مزوسکوپیک تعداد جهت های حرکت ذره محدود است و می توان سیال را بصورت اجتماعی از ذرات سیال در نظر گرفت. اثبات شده است روش لاتیس بولتزمن معادله ناویر استوکس را با استفاده از بسط چاپمن انسکوگ بازیابی می کند.از مزایای مهم لاتیس بولتزمن فرم صریح معادله حاکم و نیز راحتی حل معادلات موازی و سادگی اعمال شرایط مرزی روی مرزهای منحنی وار است. روش لاتیس بولتزمن نیاز به یک شبکه یکنواخت در مختصات کارتزین دارد.کمیت هایی از قبیل تغییرات عدد استوروهال، ضریب پسای سیلندروضریب پسای فشاری در رینولدزهای مختلف، بانتایج موجود مقایسه شده وصحت روش مورد استفاده ،تایید می شود.

Keywords:

شبکه بولتزمن , ناحیه و یک , عدد رینولدز , پخش گردابه , عدد استوروهال , گردابه فن کارمن