شبیه سازی جریان غیر دائم در داخل یک حفره مربعی با استفاده از روش شبکه بولتزمن

روش شبکه بولتزمن (Lattice Boltzmann Method) با توجه به سادگی الگوریتم و دیگر مزایای آن، در چند دهه اخیر به عنوان یکی از روشهای موفق در دینامیک سیالات محاسباتی به کار گرفته شده است. در این مقاله از این روش برای شبیه سازی عددی جریان غیردائم در داخل یک حفره که سطح بالایی آن متحرک است، استفاده شده است. در ابتدا سطح بالایی به طور ناگهانی با یک سرعت معلوم شروع به حرکت می کند و بعد از دائم شدن جریان درون حفره به طور ناگهانی از حرکت باز می ایستد. قبل از تحلیل نتایج به دست آمده از این دو حالت، کد نوشته شده از طریق مقایسه ی نتایج حاصل با نتایج روش های عددی مرسوم معتبرسازی شده است که در مجموع تطابق رضایت بخشی مشاهده شده است. بررسی نتایج نشان داده است که زمان دائم شدن در هر دو حالت حرکت ناگهانی سرپوش و ایستادن ناگهانی آن با افزایش عدد رینولدز به شدت افزایش مییابد و آن به دلیل ایجاد و بزرگ شدن گردابه های گوشه در حفره است. بیشتر بودن زمان دائم شدن برای حالت ایستادن سرپوش نسبت به حالت حرکت ناگهانی آن، حذف شدن نیروی رانش خارجی در این حالت است. در واقع جریان به حال خود رها شده تا به حالت سکون برسد.