مدلسازی اصطکاک غیرماندگار در حل حجم محدود جهتمند جریان در مجاری بسته

در این مقاله، یک روش موثر برای مدلسازی تنشهای کلی اصطکاکی در جریان غیرماندگار، با استفاده از معادلات پیوستگی و حرکت جریان یک بعدی در لوله ها ارائه شده است. معادلات بدست آمده، با روش حجم محدود(روش گودنف) برای حل مسائل جریان غیرماندگار (ضربه قوچ) در مجاری بسته، مورد حل قرار گرفته اند. در مدلسازی حاضر برای تعیین تنشهای کلی غیر ماندگار ناشی از اصطکاک جداره های مجرا، از دو روش تقریبی و روش دقیق استفاده شده است و نتایج بدست آمده با داده های اندازه گیری شده و نتایج سایر مدلها مقایسه شده اند. هر دو روش تقریبی و دقیق مدلسازی تنشهای کلی اصطکاکی برای دامنه وسیعی از اعداد رینولدز و فرکانسهای مختلف موج دارای تطابق خوبی با اندازه گیریهای گزارش شده و نتایج مدلسازی با روش دوبعدی آشفته می باشند. روش تقریبی ارائه شده تنها نیازمند ذخیره سازی اطلاعات جریان در یک گام زمانی می باشد در صورتی که روش دقیق، نیازمند ذخیره سازی متغیرهای جریان در تمام گام های زمانی قبلی در تمام نقاط محاسباتی می باشد. لذا روش تقریبی مدلسازی تنشهای کلی اصطکاکی با توجه به زمان مورد نیاز برای انجام محاسبات و نیز حافظه مورد نیاز برای ذخیره سازی اطلاعات از کارائی بیشتری نسبت به روش دقیق برخوردار می باشد. این امر خود باعث رغبت بیشتر برای استفاده از روش تقریبی شده است.

Keywords:

تنش برشی , جریان غیرماندگار , مجاری بسته , مدل حجم محدود , روش گودنف