آنالیز حساسیت مدلسازی جریان مغشوش و تراکم پذیر در رهیافت les
چکیده
در مدلسازی جریان مغشوش به روش شبیه سازی گردابهای بزرگ معادلات فیلتر شده ناویر-استوکس حل میشوند. در جریان مغشوش تراکم پذیر معادله انرژی فیلتر شده نیز بایستی حل شود. بسته به فورمولاسیون معادله انرژی بر پایه انرژی داخلی، انرژی کل، انتروپی و یا انتالپی، ترمهای مختلفی در اثر فیلترکردن معادلات به وجود می آید که بایستی مدل شوند. مقادیر وزنی ترمهای زیرشبکه ای برای فورمولاسیونهای متفاوت معادله انرژی با استفاده از یک استدلال استقرایی برای لایه اختلاط ترکم پذیر در عدد ماخ 0.5 محاسبه میشود. به منظور امکان تعمیم نتایج به شرایط کلیتر از سه نوع شرط اولیه متفاوت جهت شبیه سازی استفاده میشود. با استفاده از نتایج به دست آمده نشان داده میشود که ترم زیرشبکه ای فشار-انبساط که در مدلسازیها معمولاً از آن صرف نظر میشود هم مرتبه با ترم زیرشبکه ای شار حرارتی است و نمیتوان از آن صرف نظر نمود و بایستی مدل مناسبی برای آن در نظر گرفته شود. بر اساس نتایجی که ارائه شده است، ترم زیرشبکه ای فشار-انبساط، بر مبنای آنکه چه فورمولاسیونی برای معادله انرژی انتخاب شود، میتواند بیش از 60 درصد از عملکرد کلی ترمهای زیرشبکه ای را به خود اختصاص دهد. از میان فورمولاسیونهای متفاوتی که برای معادله انرژی در روش les میتوان استفاده نمود، نشان داده میشود که معادله انرژی بر مبنای انتالپی کل، بهترین انتخاب از نظر شرایط مدلسازی است. به علاوه آنکه نرخ رشد زمانی برای انرژی حنبشی میدان متوسط، انرژی جنبشی آشفته، تولید، اتلاف و ترم فشار-انبساط در معادلات مربوط به تغییرات انرژی میدان متوسط و اختلالی محاسبه شده اند. مشاهده میشود که بر خلاف عبارت زیر شبکه ای فشار-انبساط، متوسط حجمی این عبارت در معادلات مربوط به جریان متوسط ناچیز است و بنابراین مکانیزم انتقال انرژی به طور غالب توسط دینامیک گردابها کنترل میشود و تراکم پذیری تأثیر چندانی در آبشار انرژی انتقالی از ابعاد بزرگ به ابعاد کوچکتر ندارد.