تحلیل جریان درهم سیال روی یک، دو و سه استوانه‌ی متوالی با استفاده از روش ورتکس‌های تصادفی

نوع مقاله : مقاله کوتاه

نویسندگان

دانشگاه آزاد اسلامی مشهد

چکیده

تحلیل جریان اطراف اجسام استوانه‌ای یکی از مسائل اساسی در مکانیک سیالات می‌باشد و از اهمیت بالایی برخوردار است. بررسی میدان‌های سرعت در جریان‌های پتانسیل و لزج، به‌عنوان اساس و پایه‌ای برای یافتن میدان فشار و بررسی نیروهای وارد از سیال به جسم مانند نیروی لیفت و درگ، در رژیم‌های مختلف جریان، اکثر تحقیقات در شاخه‌ی سیالات را به خود اختصاص داده است. چون تشکیل گردابه‌ها در پشت جسم ماهیتی کاملاً وابسته به زمان دارد، با مدل‌های معمولی توربولانس که بر اساس متوسط زمانی عمل می کند، قابل توجیه نیست و باید از حل مستقیم معادلات ناویر استوکس استفاده نمود. یکی از مدل‌های موجود که می تواند معادلات وابسته به زمان ناویراستوکس را در گستره‌ی وسیعی از اعداد رینولدز حل نماید روش ورتکس‌های تصادفی است. در این روش چون میدان سرعت به‌صورت لحظه‌ای محاسبه می شود و می‌توان از آن برای جریان درهم که ماهیتی وابسته به زمان دارد استفاده نمود. در این روش معادلات ورتیسیته‌ی به‌دست‌آمده از معادلات ناویر استوکس در دو مرحله جابه‌جایی و پخش حل می‌شود. در این تحقیق جریان روی یک، دو و سه استوانه در رینولدز 140000 مورد بررسی قرار گرفته و میدان سرعت لحظه‌ای و متوسط همراه خطوط جریان نمایش داده شده است. همچنین با رسم لحظه‌ای توزیع میدان گردابه‌ها و خطوط جریان نمایش زیبای گردابه‌ها در منطقه پشت استوانه‌ها قابل مشاهده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study of Unsteady Viscous Turbulent Flow with High Reynolds Passing One, Two & Three Cylinders by Random Vortex Method (RVM)

نویسندگان [English]

  • M. Zaboli
  • B. Zafarmand
چکیده [English]

Analysis of the flow passing cylindrical obstacles is one of the basic issues in fluid dynamics and is of great importance. Many surveys have been conducted to investigate the velocity field in potential and viscous flows, as a basis for finding pressure field, and investigation of forces exerted by fluid on obstacles such as uplift and drag forces in different flow regimes. Since the nature of formation of vortexes behind the obstacles is absolutely depended on time, the conventional turbulent models which are based on average time, do not justify, and the use of direct solution of Navier Stocks equations is inevitable. One of the presented models which can solve time-dependent Navier Stocks equations in wide range of Reynolds numbers, is Random Vortex Method (RVM). Since in this method velocity field is instantly calculated, it can be used to simulate turbulent flows with a time-dependent nature. In this paper, vorticity equations gained from Navier Stocks equations are solved in both convection and diffusion phases. In this study, the flow on three cylinders with Re=140000 is investigated and field of average and instant velocity is shown along with streamlines. Also by drawing instant distribution of vortex fields and streamlines, it is possible to provide a revealing presentation of vortex behind cylinders.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Conformal Mapping
  • Laminar & Turbulent Flow
  • Random Vortex Method
CAPTCHA Image