عنوان پایان‌نامه
شبیه سازی عددی جریان پیچیده مغشوش دائمی وغیر دائمی حول یک تپه سه بعدی با استفاده از مدل سازی اغتشاش
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 42008;کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1593
- تاریخ دفاع
- ۰۴ شهریور ۱۳۸۸
- دانشجو
- آرمین وشکینی
- استاد راهنما
- مهرداد رئیسی دهکردی
- چکیده
- در این پایان نامه به بررسی قابلیت های روش های مختلف شبیه سازی در پیش بینی جریان مغشوش سه بعدی و غیر دائمی بر روی یک تپه متقارن در داخل کانال می پردازیم. با مقایسه ی این روش ها بر آنیم تا به توانایی ها و نقاط ضعف هر یک از روش ها آگاه شویم و زمینه را برای گسترش استفاده از این مدل ها برای مسائل پیچیده تر فراهم کنیم. تمرکز ما در این تحقیق بر دو موضوع می باشد، اول اینکه کارائی مدل های مختلف توربولانس در شبیه سازی جریان های در نزدیک دیواره ای که دارای جدایش می باشد را با یکدیگر مقایسه کنیم. هدف دیگری که در این تحقیق مورد نظر قرار گرفته است تاثیر حل غیر دائمی جریان بر میزان کارائی مدل ها می باشد. در کلیه مراحل نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی نیز مقایسه شده است. مدل های توربولانسی که مورد بررسی قرار گرفته است عبارتند از مدل رینولدز پایین، مدل ناحیه ای و سه تابع دیوار مختلف ( استاندارد، تحلیلی و عددی). برای این منظور در ابتدا متوسط زمانی معادلات حاکم بر جریان سیال بدست آمده و ارائه می شوند. و در ادامه مدل های توربولانس عدد رینولدز بالا، ناحیه‌ای، مدل رینولدز پائین و سه تابع دیوار استاندارد، تحلیلی و عددی معرفی می گردند. روش حجم محدود و روش‌های حل کد STREAM-3D بکاربرده شده در این تحقیق را مرور می‌شوند. خصوصیات این کد عبارتند از استفاده از سیستم مختصات عمومی غیرعمودی و شبکه کاملا مجتمع، استفاده از الگوریتم سیمپل برای تصحیح فشار، استفاده از الگوریتم درونیابی رای و چاو برای اجتناب از مشکلات پایداری و گسسته سازی جملات جابجایی با استفاده از روش کوئیک. پس از تشریح چگونگی اعمال شرایط مرزی ، هندسه و شبکه محاسباتی نتایج حاصل از مدل های مختلف برای توزیع فشار، میدان سرعت و پروفیل های سرعت و انرژی جنبشی توربولانس ارائه می شود و در بخش انتهایی این تحقیق شبیه سازی این جریان به کمک حل غیردائمی ارائه می گردد. کلمات کلیدی: تپه متقارن سه بعدی، جریان مغشوش، مدل رینولدز پایین، مدل ناحیه ای و تابع دیوار.
- Abstract
- The Ability of different turbulence models in simulation of 3D and unsteady flow around a symmetric hill are investigated. Our concentration are on two main issues. First to investigate performance of different turbulence models in simulation of near wall flows with separation. Secondly to examine the effect of unsteady simulation in order to excel the accuracy of RANS simulations. All the results are compared with the existing experimental results. Turbulence models which investigated are low Re model, Zonal model and three wall-functions (Standard, Analytical and Numerical). The time averaged flow governing equations are driven. And utilized turbulence models are introduced. Finite volume method and solving methods utilized in STREAM-3D are reviewed. The properties of the code are application of general unorthogonal curvilinear coordinate and fully collocated mesh, SIMPLE algorithm to solve pressure field, Rio and Chao interpolation and bounded Quick for discretisation of convection terms. Boundary conditions, geometry and computational mesh are explained and the results of flown simulation with models for pressure and velocity fields and velocity and kinetic energy profiles are presented. Finally results of unsteady simulation are investigated. Keywords: 3D symmetric hill, turbulence models, low Re model, Zonal model and wall-functions
