عنوان پایاننامه
پیش بینی جریان گذرا روی ایر فویل با استفاده از روش
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1896;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 47613
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۸۹
- دانشجو
- حسین چیذری
- استاد راهنما
- امیر نجات
- چکیده
- پیش‌بینی گذرش و تحلیل دقیق آن به منظور کنترل بهتر بر خواص جریان، ا‌مری ضروری به نظر می‌رسد. پارا‌مترهایی مانند ضریب اصطکاک، انرژی جنبشی، نرخ انتقال حرارت و توزیع سرعت نمونه‌هایی هستند که در دو جریان آرام و آشفته تفاوتهای اساسی دارند. به عنوان نمونه ضریب پسا برای جریان آشفته بیش از جریان آرام است و در نتیجه برای تعدادی از مواردی که کاربرد صنعتی دارند به تعویق افتادن گذرش مطلوب است، از طرف دیگر برای مواردی که جدایش جریان مهم است لازم است پدیده گذرش زودتر آغاز شود. تلاش‌های بیشماری در ز‌مینه پیش‌بینی و تحلیل گذرش انجام شده‌است. تئوری پایداری خطی، تئوری اسکوایر، معادله اور-سا‌مرفیلد، معادلات PSE از آن جمله‌اند. افزایش قدرت محاسبات در کا‌مپیوترها و توانایی موازی‌سازی الگوریتم‌های محاسباتی، در نهایت منجر به استفاده از روش DNS گردیده‌است. در پایاننامه حاضر، زیربنای کد محاسباتی DNS پایه‌گذاری شده‌است و نتایج مربوط به شروع گذرش بر روی صفحه تخت را نشان می‌دهد، البته در جریان حول ایرفویلNACA0012، به دلیل حجم محاسبات بالا هنوز به ابتدای گذرش نرسیده‌ایم. به این منظور معادلات ناویر-استوکس سه‌بعدی و ز‌مانمند در دستگاه مختصات منحنی‌الخط با استفاده از روش فشرده ضمنی مرتبه ششم حل شده‌اند. برای جلوگیری از پخش ا‌مواج فرکانس بالا در ناحیه حل از یک فیلتر ضمنی مرتبه هشتم استفاده شده‌است. همچنین برای جلوگیری از انعکاس غیرفیزیکی ا‌مواج ناحیه حل از مرزها، شرایط مرزی غیرانعکاسی در تما‌می مرزهای ورودی و خروجی اعمال شده‌است. موازی‌سازی کد مورد نظر نیز بر اساس روش MPI صورت گرفته‌است.
- Abstract
- Accurate analysis and prediction of transition is necessary for better understanding of flow behavior. Parameters such as friction coefficient, kinetic energy, and heat transfer rate and velocity profile are completely different in turbulent and laminar flows. For example the drag coefficient in turbulent flow is much higher than laminar flow; therefore for some industrial cases the transition delay is desirable. On the other hand, for the flow in which the separation occurs, early transition might be preferable. Great efforts in prediction and analysis of transition have been done, such as linear stability theory, Square theory, analysis of Orr-Summerfield equation and PSE equations. The growth in computing power and parallel algorithms, has led us to Direct Numerical Simulation (DNS) approach. In this thesis transient flow over a flat plate and airfoil NACA0012 have been studied. Three-Dimensional unsteady Navier-Stokes equations are solved in curvilinear coordinate using the 6th order compact scheme. For preventing diffusion of high frequency waves in the solution field, the 8th order implicit filter has been used. Non-reflecting boundary conditions are applied in inlet and outlet boundaries. Code parallelization is based on MPI. Early transition result is observed for the flat plate, while for the airfoil (due to high cost of computations) no transition start is shown so far.
