جدایش جریان آشفته اطراف یک پله، اعتبارسنجی عددی مقاله

توضیحات

شرح پروژه جدایش جریان آشفته اطراف یک پله

در این پروژه به شبیه سازی جدایش جریان آشفته اطراف یک پله و تاثیر جت های کنترل جریان مکنده و دمنده بر کنترل جدایش جریان، با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) پرداخته ایم. نتایج این شبیه سازی با نتایج مقاله مرجع “A force reduced-order approach for optimal control of turbulent flow over backward-facing step using POD analysis and perturbation method“ مقایسه و اعتبارسنجی شده است.

در این شبیه سازی، جریان سیال به صورت افقی با سرعتی معادل 1 ms-1 وارد کانال می شود و سپس از یک پله به ارتفاع 1 متر در 30 متر در داخل کانال عبور می کند و منجر به جدا شدن می شود. جت های مکش و کنترل ضربه در لبه های بالایی و پایینی پله ها برای کنترل جداسازی مایع استفاده می شود. به طوری که جریان سیال از پایین پله به داخل کانال دمیده شده و از لبه بالایی پله به بیرون مکیده می شود. بنابراین از سرعت ورودی برابر با 1+ m.s-1 برای حد مخصوص دمیدن و از سرعت ورودی برابر با m.s-1- برای حد مکش استفاده شده است.

هندسه دو بعدی این پروژه با استفاده از نرم افزار ANSYS Design Modeler طراحی شده است. مش بندی مدل با استفاده از نرم افزار ANSYS Meshing انجام شده است. نوع مش ساختاریافته است و تعداد سلول های محاسباتی 15000 سلول می باشد.

روش های استفاده شده

در این پروژه از مدل توربولانسی k-epsilon RNG با استفاده از Standard wall function استفاده کرده ایم.

نتایج شبیه سازی جدایش جریان آشفته اطراف یک پله

اعتبار سنجی شبیه سازی حاضر بر اساس نمودار شکل 5 مقاله مذکور است. این نمودار مربوط به تغییرات مقدار سرعت افقی از نظر مکان در جهت افقی است. محل مطالعه در ارتفاع 04/0 متری از کف کانال و در ناحیه بعد از پله و در فاصله 20 متری بعد از پله می باشد.