شبیه سازی مستقیم عددی جریان آشفته سیال نیوتنی از روی یک پله

در این مقاله نتایج اولیه شبیه سازی مستقیم عددی جریان آشفتهسیال نیوتنی روی پله ارایه شده است. برای این منظور از یک کددینامیک سیالات محاسباتی بر مبنای روش حجم محدود مرکزیمرتبه دوم برای گسسته سازی فضایی و یک روش رونگه کوتایمرتبه سوم برای انتگرال گیری زمانی استفاده شده است. با توجه بهحجم بالای محاسبات، از تکنیک پردازش موازی استفاده شده وتعداد 11 عدد پردازشگر برای انجام محاسبات مورد استفاده قرارگرفته اند.در این پژوهش در ابتدا برای اینکه اطمینان پیدا شود، شبیه سازیانجام شده قابل اطمینان و از دقت بالایی برخوردار است، شبیه سازیحاضر برای یک سیال نیوتنی جریان آشفته در کانال انجام شد، و باکار موزر و همکاران مقایسه شد؛ در شکل 5 نمودار سرعت متوسطبی بعد شده U برای جریان آشفته سیال با ضرایب توانی مختلف درطول کانال رسم شده است؛ که نشان میدهد، شبیه سازی انجام شدهدقت بسیار خوبی دارد. در ادامه دو مقطع از کانال شبیه سازی شدهآورده شده که به وضوح قابل مشاهده است که هر چه از انتهای کانالاول دور شویم، جریان به دلیل انبساط کانال با توجه به ضریبانبساط به کناره ها نفوذ می کند و همچنین می توان مشاهده کرد کهجریان درون کانال منبسط شده در انتهای کانال آشفتگی به طوریکنواخت پخش شده است.

Keywords:

شبیه سازی مستقیم عددی , جریان آشفته روی پله , ایجاد شرط ورودی آشفته , روش حجم محدود