مقایسه شبیه سازی عددی جریان آرام در داخل کانال اطراف یک مانع مربعی با مانع مستطیلی ، به روش شبکه بولتزمن

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. 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. در این مطالعه با استفاده از روش شبکه بولتزمن به شبیه سازی جریان آرام سیال نیوتنی در یک کانال با وجود یک مانع مربعی و یک مانع مستطیلی و مقایسه آن با یک دیگر به صورت دو بعدی پرداخته شده است. از مدل سرعتی D2Q9 استفاده شده است. کمیت هایی از قبیل تغییرات عدد استروهال، ضریب پسای اصطکاکی و ضریب پسای فشاری در عدد رینولدزهای مختلف با نتایج موجود مقایسه شده و صحت روش مورد استفاده، تایید شده است. اثرات ابعادی مانع روی طول گردابه های تشکیل شده در پشت مانع بررسی گردید. نتایج نشان داد که با توجه به اشکال هندسی، اندازه گردابه پشت مانع متفاوت است و با افزایش عدد رینولدز طول گردابه های تشکیل شده تغییر می کند.

Keywords:

شبکه بولتزمن , عدد رینولدز , پخش گردابه , عدد استوروهال