بررسی و مقایسه انواع روش های مدلسازی آشفتگی در شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی گردابه پس از دندانه

در این تحقیق، شبیه سازی عددی جریان سیال پس از دندانه مطالعه شده است، یک نمونه از چنین جریانی در کاربرد خنک کاری در پره توربین مورد بررسی قرار میگیرد. در پیش بینی دقیق مقادیر انتقال حرارت در هر دو سطح خارجی و سطوح داخلی دارای اهمیت بالایی هستند. عملکرد مدلهای آشفتگی مورد استفاده مورد مقایسه و بررسی قرار گرفت. جریان پیچیده در قبل و بعد از دندانه در لایه مرزی ایجاد شده، بررسی شده است. به منظور مشاهده مشخصات جریان سیال و انتقال حرارت مدل های مختلف آشفتگی در این نوع جریان، تجزیه و تحلیل شدند. چهار مدل مختلف آشفتگی که در یکی از نرم افزارهای تجاری موجود با عنوان ANSYS FLUENT وجود دارند مورد بررسی قرار گرفت. مدل k-ε، مدل k-ω، رینولدز استرس و مدل SST Transition، که به تازگی به نرم افزار تجاری اضافه شده است بررسی شده است. علاوه بر نوع مدل آشفتگی تاثیر کیفیت شبکه نیز مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج تجزیه و تحلیل، در اکثر موارد شبیه سازی عددی، مدل k-ω بهتر از سایر آشفتگی های حالت اول است. اما در شبکه با کیفیت بالا دقت بالاتری دارد. در این کاربرد مدل های k-ε و k-ω از نظر دقت و مدل استرس رینولدز از لحاظ همگرایی دچار ضعف هستند.

Keywords:

گردابه , دندانه , آشفتگی , انتقال حرارت