تحلیل عددی جریان در نزدیکی رمپ هواده سرریز تونلی:پایان نامه عمران

آگوست 27, 2016 Off By 92

پایان نامه های عمران

عنوان کامل این پایان نامه :

 تحلیل عددی جریان در نزدیکی رمپ هواده سرریز تونلی

تکه هایی از متن :

مدل­های توربولانسی

همانطور که در بخش قبل ذکر شد مشخصه اصلی جریان توربولانسی نوسانات نامنظم پارامترهای جریان از جمله سرعت می­باشد. این نوسانات سرعت باعث به هم ریخته شدن کمیت­های انتقالی مانند مومنتوم، انرژی و غلظت می­شود. به علت مقیاس­های کوچک و فرکانس­های بالای این نوسانات، شبیه سازی آن­ها به طور مستقیم و با محاسبات کاربردی مهندسی قابل انجام نیست و در عوض باید از میانگین گیری زمانی در معادلات استفاده نمود و سعی کرد این مقیاس­های کوچک را از معادلات حذف کرد تا بتوان معادلات اصلاح شده­ای داشته باشیم که هزینه کمتری برای حل داشته باشند. اما برای بیان این نوسانات در معادلات اصلاح شده نیاز به تعریف متغیرهای جدیدی خواهد بود (متغیر تنش رینولدز در معادله 3-6) که البته می­توان این متغیرهای جدید را با روش­های مختلفی تعیین و محاسبه نمود که به این روش­ها، مدل­های توربولانسی گفته می­شود. در نرم­افزار Fluent مدل­های توربولانسی زیر موجود است:

  • مدل اسپالارت – آلماراس ((SA)Spalart-Allmaras) : مدل نسبتا ساده تک معادله­ای است که برای اعداد رینولدز پایین کاربرد داشته و لذا باید لایه مرزی که تحت تاثیر لزجت است، در آن وجود داشته باشد. مدل اسپالارت – آلماراس، مدل جدیدی بوده و هنوز هیچ ادعایی مبنی بر مناسب بودن آن برای تمام مسائل مهندسی پیچیده ارائه نشده است با این وجود هنوز جزء رایج ترین مدل­ها در کاربردهای هوافضایی می­باشد.
  • مدل k-ε شامل سه روش Standard k-ε، RNG k-ε و Realizable k-ε : ساده­ترین مدل­های توربولانسی که نسبتا کامل هستند، مدل­های دو معادله­ای k-ε می­باشند. قدرتمندی، اقتصادی بودن محاسبات و داشتن دقت قابل قبول در محدوده­ی وسیعی از جریان­های توربولانسی باعث محبوبیت این مدل­ها در مسائل جریان­های چند فازی شده است. مدل Standard k-ε یک مدل نیمه تجربی است و چون توانایی­ها و ضعف­های این مدل مشخص شده است لذا جهت بهبود آن، مدل­های پیشرفته­تر RNG k-ε و Realizable k-ε ارائه شده است که هر کدام دارای توانایی­های خاصی بوده و در دامنه­ی وسیع­تری از جریانات نسبت به Standard k-ε کاربرد دارند.
  • مدل k-w شامل دو روش Standard و SST[1] : در این مدل برای محاسبه ویسکوزیته توربولانسی از فرکانس توربولانسی (w) به جای نرخ اتلاف (ε) استفاده می­شود. بر خلاف مدل k-ε که یک مدل رینولدز بالا می­باشد، مدل k-w اثرات اعداد رینولدز پایین را نیز به حساب می­آورد. جهت ارتقا مدل Standard k-w، مدل SST k-w ارائه شده که از آمیختن روش k-w و k-ε به دست آمده است. این مدل در نواحی جریان با رینولدز پایین از مدل k-w و در نواحی جریان با رینولدز بالا از مدل k-ε جهت مدل سازی بهره می­گیرد.
  • مدل تنش رینولدز ((RSM)Reynolds Stress Model ) : این مدل استادانه­ترین مدل موجود در Fluent می­باشد که در آن جهت تعیین تنش­های رینولدز از حل معادلات انتقالی و برای محاسبه نرخ اتلاف (ε) از یک معدله­ی اضافی دیگر استفاده می­کند. به عبارتی در جریان­های دو بعدی 5 معادله و در جریان­های سه بعدی 7 معادله به صورت توام حل می­شوند. این مدل به دلیل لحاظ کردن اثرات انحنای خط جریان، گردابه[2]، چرخش[3] و تغییرات سریع نرخ کرنش، کاربرد وسیع­تری نسبت به مدل­های دو معادله­ای دارد.
  • مدل شبیه­سازی ادی منفصل ((DES)Detached Eddy Simulation ) : این مدل اغلب در کاربردهایی مثل شبیه­سازی­های آیرودینامیکی رینولدز بالا مفید می­باشد.
  • مدل شبیه­سازی ادی­های بزرگ ((LES)Large Eddy Simulation ) : در این مدل گردابه­های موجود در جریان­های توربولانسی به طور کامل و مستقیم حل و شبیه­سازی می­شوند لذا برای استفاده از این روش نیاز به حجم محاسبات بالا می­باشد.

واضح است که هیچ مدل آشفتگی وجود ندارد که برای تمامی مسائل مهندسی جواب‌گو باشد. انتخاب مدل از بین مدل‌های موجود وابسته به مواردی مثل فیزیک جریان مسئله‌ی مورد نظر، وجود یا عدم وجود همزمان چند رژیم متفاوت جریانی در کنار یکدیگر، میزان دقت مورد نیاز، امکانات محاسباتی در دسترس و میزان زمان مورد نیاز برای رسیدن به جوابی معقول، می­باشد. (دهقانی سانیچ، 1391)

متن کامل پایان نامه در لینک زیر:

aroow-down-thesis-8

 دانلود متن کامل پایان نامه رشته عمران با فرمت ورد :تحلیل عددی جریان در نزدیکی رمپ هواده سرریز تونلی