کاربرد مدل کنارجداره در روش عددی شبیه سازی گردابه های بزرگ

مدلهای آشفتگی متعددی برای شبیه سازی جریانهای آشفته وجود دارد که قادر به تخمین الگوی جریان با دقتهای مختلف می باشند. از میان این مدلها، روش les که قادر به حل جریانهایی با رینولدز بالا و نتایج دقیقتری می باشد، انتخاب شده است. در این روش گردابه های بزرگ جریان که انتقال انرژی را به عهده دارند به طور مستقیم حل می شوند و اثر گردابه های کوچک که نقش مستهلک کننده انرژی را دارند توسط مدل های مقیاس زیرشبکه، بر گردابه های بزرگ اعمال می شود. با افزایش عدد رینولدز ضخامت لایه مرزی نازکتر و تأثیر رفتار کنارجداره بر کل جریان بیشتر می شود که حل دقیق جریان با ریز کردن شبکه مقدور می باشد و در نتیجه هزینه محاسباتی زیادی دارد. یک راه حل کاهش این هزینه و کم نمودن زمان محاسباتی لازم، استفاده از مدلهای جداره ای است که قادر به توصیف مناسب جریان در مجاورت دیواره می باشند. در این پایان نامه، چهار نوع مدل جداره توسعه یافته werner-wengle توسط نویسنده گسسته سازی و در کد اصلی lesجاگذاری شده است که قبلاً با استفاده از مدل werner-wengle توسط یکی از نویسندگان توسعه یافته بوده است. اختلاف مدلهای جداره توسعه یافته werner-wengle ذکرشده، در نحوه محاسبه ضخامت نسبی زیر لایه لزج و به حساب آوردن اختلاف فشار می باشد و به منظور ارزیابی کارایی مدلهای فوق، سه نوع مدل آزمایشگاهی کانال ساده، کانال باز با یک مانع در کف و پله در کف شبیه سازی شده اند. اولین مدل آزمایشگاهی کانال ساده شیبدار rodi در سال 1986 می باشد که نتایج آن با نتایج مدل جداره werner-wengle تدوین شده توسط شاملو و همکاران در سال 2011 و نتایج مدلهای توسعه یافته مقایسه شده اند. دومین مدل آزمایشگاهی متعلق به blom در سال1993 می باشد (کانال باز با یک مانع در کف) که بررسی جریان در اطراف مانع صورت پذیرفته است. در انتها نتایج آزمایشگاهی جریان چرخشی در کانالی با یک پله در کف (nezu، 1987) با مدلهای فوق مقایسه گردیدند. در این بخش الگوی جریان در دو حالت استفاده و عدم استفاده از مدلهای جداره مورد ارزیابی قرار گرفته است. با توجه به نتایج به دست آمده، مدلهای جداره توسعه یافته werner-wengle برای محاسبه کمیتهای متوسط گیری شده بصورت تقریباً مشابه و از دقت خوبی نسبت به مدل werner-wengleبرخوردار هستند. مدلهای بکاررفته در محاسبه نقطه بازگشتی کارآمد می باشند و در این بخش تفاوت استفاده و عدم استفاده از مدلهای جداره را می توان مشاهده کرد.