چکیده
این مقاله عملکرد هشت رینولدز-میانگین ناییر استوکس (RANS) ، دو معادله مدل های آشفتگی و دو مقیاس زیر شبکه (SGS) مدلهای شبیه سازی غلتکی بزرگ(LES) در سناریوی جریان ناپایدار در اطراف سیلندر دایره ای محدود در یک نسبت جنبه AR) ) 1. 0 و تعداد رینولدز s 20000 Re = مشخص شده را مقایسه می کند. متوجه شدیم که، در میان همه هشت مدل آشفته بررسی شده RANS ، مدل K-Omega-SST (یعنی SST-V2003) توسط منتر و همکاران [1، 2] توسعه یافت که دارای بهترین عملکرد کلی (نزدیکترین به نتایج عددی دو مدل LES بررسی شده است که می تواند به عنوان راه حل تقریبا دقیق با توجه به مشی محاسباتی بسیار خوب توسط هر دو مدل LES در این مطالعه مورد استفاده قرار می گیرد) براساس توزیع ضریب فشار متوسط (ip Cp)، میانگین ضریب کشش (یعنی Cd)، میانگین پروفایل ساده در برخی از صفحه های مشخص (مانند ارتفاع متوسط صفحه و صفحه تقارن سیلندر) و توزیع میانگین استحکام تنش- برشی- لایه ای در دیوار پایین می باشد .
1.مقدمه
مطالعه تجربی و عددی در ساختارهای جریان سه بعدی پیچیده در اطراف جسم غیرباریک یکی از فعال ترین زمینه های تحقیق در پویش اساسی سیال دهه های گذشته باقی می ماند، عمدتا به دلیل حضور گسترده چنین جریان هایی در طبیعت و برنامه های کاربردی مهندسی، مانند میدان باد در اطراف ساختمان های بلند، حمل و نقل آلودگی در اطراف پشته دودکش ، نیروی آیرودینامیک در برج های خنک کننده، میدان جریان در اطراف سازه های دریایی، تبادل گرما در صفحه مدارهای الکترونیکی و غیره می باشد [3-6] اگر چه بسیاری از مطالعات پیشین بر روی تجزیه و تحلیل سیلندر مربعی یا مدار دو بعدی اسماٌ نامحدود جریان گذشته (2D) تمرکز می کند، به تازگی بیشترین توجه به جریان ناپایدار در اطراف سیلندرهای کم ارتفاع محدود [7-12]، با یک انتها در جریان آزاد (یعنی جریان بسته آزاد) غوطه ور و انتهای دیگر بر روی یک دیوار صاف نصب می شود (یعنی. پایه پایانی)، که با واقعیت سازگار تر است. به همین ترتیب، با توجه به اثر ترکیبی جریان نفوذ آب از انتهای آزاد و لایه مرزی در نزدیکی پایین دیوار، ساختار جریان سه بعدی (3D) در اطراف سیلندر محدود معمولا بسیار پیچیده تر از پشت یک بی نهایت است.
می توان از پیشینه تحقیق موجود نتیجه گیری کرد که تمام شش عامل زیر می توانند اثرات بر ساختار جریان در اطراف سیلندر ارتفاع کم باشند [6-8]: 1). شدت آشفتگی نزدیک شدن جریان؛ 2) شکل مقطع سیلندر؛ 3) شماره Re (یعنی Re = UD / ν، که D عرض مشخصی از سیلندر است، U - سرعت جریان آزاد است و ν - ویسکوزیته سینماتیک سیال است)؛ 4) ضخامت مرز لایه در دیوار پایین نسبت به ارتفاع سیلندر (یعنی δ / h)؛ 5) نسبت ارتفاع سیلندر به عرض مشخصی سیلندر (یعنی AR = h / D)؛ 6) نسبت انسداد کانال (یعنی β1 = h / H و β2 = D / B، که H و B به ترتیب ارتفاع و عرض کانال یا دامنه محاسباتی می باشد). از یک طرف، میزان اثر مربوطه عوامل فوق الذکر ممکن است بطورقابل توجهی از یکدیگر متفاوت باشند زمانیکه آن به شرایط خاص می رسد. از سوی دیگر، با توجه به عوامل تاثیرگذار متعدد و میدان جریان پیچیده تحت این شرایط در گذشته، اکثرا محققان فقط در مورد هر یک از عوامل تاثیرگذار در هر مقاله برای ساده سازی مشکل بحث می کنند، بنابراین، اثر یکپارچه به طور همزمان تغییر چند ین پارامترها مورد بررسی در آینده باقی می ماند.
این مقاله در نشریه IOP منتشر شده و ترجمه آن با عنوان جریان ناپایدار در سایت ای ترجمه به صورت رایگان قابل دانلود می باشد. جهت دانلود رایگان مقاله فارسی و انگلیسی روی عنوان فارسی (آبی رنگ) کلیک نمایید.
منبع:
