حل عددی معادلات جریان و انرژی در جریان های مغشوش داخلی
چکیده
جریان مغشوش مادون صوت در مجاری دوبعدی و نیز تقارن محوری با استفاده از روشهای عددی و از طریق یک برنامه کامپیوتری مورد بررسی قرار گرفته است . این برنامه از پیش نوشته شده بود و ما با راه اندازی و اضافه کردن معادله انرژی آن را تکمیل کردیم. معادلات حاکم بر جریان شامل معادلات ناویر استوکس و معادله انرژی با استفاده از ایده رینولدز متوسط گیری شده اند. عبارت تنش رینولدز و عبارتهایی که به علت مغشوش بودن جریان در معادله انرژی ظاهر شده اند با استفاده از ایده ادی ویسکوزیته و ادی دیفیوزیته مدل گردیده اند و معادلات k و e برای محاسبه این پارامتر مورد استفاده قرار گرفته اند . برای تعیین شراط مرزی کنار دیوار از قانون دیواره بر اساس ایده لاندر و اسپالدینگ استفاده شده است . زیرا در نزدیک دیوار عدد رینولدز کوچک است و مدلهای استفاده شده درمعادلات k و e برای اعداد رینولدز بالا استخراج شده اند. معادلات دیفرانسیلی با استفاده از تقریب حجم معیار به صورت اختلاف محدود در آمده اند و پارامترهایی که نیاز به میانیابی داشته اند، از دو روش قانون توانی و روش بالا دست وزنی درجه، دو میانیابی گردیده اند. شبکه محاسباتی مورد استفاده در مسئله از نوع استگرد بوده و معادلات ممنتم و معادلات اسکالر دارای شبکه های متفاوت هستند. با استفاده از روش سیمپل ترم فشار محاسبه میگردد . برنامه کامپیوتری تدوین شده بر مبنای اطلاعات فوق در چند مورد آزمایش شده است و نتایج حاصل بانتایج تجربی مقایسه شده است . موارد تست شده شامل جریانهای مغشوش بر روی پله تقارن محوری و دو بعدی در دو حالت بدون انتقال حرارت و با انتقال حرارت است . هر چند که به علت محدودیت حافظه، کامپیوتر نتوانستیم از شبکه های ریزاستفاده کنیم، اما نتایج بدست آمده دقت قابل قبولی داشته اند. بطوریکه نقطه تماس مجدد جریان به دیواره در جریان روی پله تقارن محوری در حالت بدون انتقال حرارت ، وقتی نسبت قطر مجرا در قبل و بعد از پله 47ˆ1 و عدد رینولدز بر اساس قطر ورودی 26000 = reاست ، در نقطه 37ˆ7 = x/h محاسبه گردید (h ارتفاع پله میباشد) . در حالیکه بر اساس نتایج تجربی این نقطه در 19ˆ7 x/h= قرار دارد.
