عنوان پایان‌نامه
بررسی جریان توربولانس بین استوانه های هم مرکز چرخان با روش لتیس بولتزمن
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2414;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 59195
- تاریخ دفاع
- ۱۳ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- پیمان سلحشوری
- استاد راهنما
- محمدحسن رحیمیان
- چکیده
- در کار حاضر روش شبکه بولتزمن به همراه روش شبیه سازی ادی های بزرگ برای شبیه سازی جریان آشفته درون هندسه های مختلف به کار گرفته شده است. روش شبکه بولتزمن استفاده شده روش دارای چند زمان آرامش بوده است و برای شبیه سازی جریان آشفته از مدل شبیه سازی ادی ها بزرگ به همراه مدل ادی ویسکوزیته اسماگورینسکی برای مدل کردن ادی های ریز استفاده شد. ابتدا شبیه سازی برای جریان آرام درون کانال به همراه گرادیان فشار در حالت دو بعدی انجام شده سپس این حالت به حالت سه بعدی تعمیم یافته و با مقایسه درستی نتایج با حل های به دست آمده از معادلات ناویر استوکس و اطمینان از درستی شرایط مرزی به کار برده شده و نحوه اعمال گرادیان فشار به بررسی جریان آشفته توسعه یافته درون کانال پرداخته شده است و نتایج به دست آمده شامل پروفیل سرعت متوسط و مقادیر جذر میانگین مربعات با مقادیر به دست آمده از حل عددی مستقیم اعتبار سنجی گردید. سپس با استفاده از روش های ارائه شده توسط محققین شبیه سازی برای دو استوانه هم مرکز که استوانه داخلی در حال چرخش و استوانه بیرونی ساکن است انجام شد. برای اعتبار سنجی تعدادی کمیت های آماری به دست آمده با نتایج آزمایشگاهی موجود در مراجع مقایسه گردید. به طور کلی نتاج حاصل موید کارایی قابل قبول روش شبکه بولتزمن عمومی به همراه مدل ادی ویسکوزیته اسماگورینسکی برای شبیه سازی جریان آشفته بوده است.
- Abstract
- In the present study the lattice Boltzmann method incorporated with the large eddy simulation (LES) was employed to investigate turbulent flow within various geometries. The lattice Boltzmann method which was used has multiple relaxation times and the turbulent flow investigated by the large eddy simulation with smagorinsky model to compute subgrid scales eddies. First a simulation was performed for 2D laminar flow with pressure gradient inside the duct, and then this case is extended to 3D one. The obtained results were verified by comparing them with the solutions of the Navier-Stokes equations. Then with correctness of boundary conditions and the method of employing pressure gradient, the turbulent flow in 3D duct was investigated and achieved results including average velocity profiles and the root mean square magnitudes was confirmed with that of Direct Numerical Solution (DNS), then using the methods proposed by other researchers, the simulation for two co-axial cylinders where the inner cylinder is rotating and the outer cylinder is stationary was performed. In order to evaluate the adapted method statistical quantities were compared with existing experimental and numerical result in references. In general, the obtained results confirm the ability of general lattice Boltzmann method with smagorinsky eddy viscosity model to simulate turbulent flow.
