بررسی پدیده رهایش گردابه اطراف یک جسم صلب در یک کانال با استفاده از روش شبکه بولتزمن

دراین مطالعه بااستفاده از روش شبکه بولتزمن به شبیه سازی جریان سیال نیوتنی بر روی یک استوانه دایروی،پرداخته شده است. بر خلاف روشهای دینامیک سیالات محاسباتی که بر پایه گسسته سازی معادلات پیوسته ماکروسکوپیک استوارند، روش شبکه بولتزمن بر پایه مدلهای 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.جریان اطراف یک استوانه دایروی شبیه سازی شد. وقتی عدد رینولدز افزایش یابد، ابعاد گردابه ها بزرگترشده و درنتیجه زاویه جدایش جریان ، بیشتر می شود. هم چنین با افزایش عدد رینولدز، ضریب درگ کاهش و عدداشتروهال افزایش می یابد. با افزایش عددرینولدز، جریان ازلبه های استوانه جداشده ویک جفت گردابه متقارن درپشت استوانه به وجود می آید. این گردابه هاهم اندازه ودارای حرکت چرخشی خلاف جهت هم هستند، با افزایش بیشتر عددرینولدز،گردابه های متقارن پشت سیلندرازحالت دایم خارج شده وبه صورت نوسانی درآمده که پدیده پخش گردابه (خیابان فون کارمن)نام دارد. شبیهسازی حاضر تطابق خوبی با دیگرنتایج دارد.

Keywords:

روش شبکه بولتزمن , ضریب درگ , عدداشتروهال , استوانه دایروی