توسعه یک رهیافت بالادست ضمنی مبتنی بر فیزیک جریان برای روش حجم محدود مرکزسلولی

کار اصلی در روش های حجم محدود، تخمین صحیح مقادیر روی سطوح گذرنده شارها براساس مقادیر محاسبه شده در گره ها یا مراکز سلول ها است. در این راستا، رهیافت بالادست از کارآمدترین روش ها در تخمین مقادیر روی سطوح حجم کنترلی است. رهیافت بالادست با تکنیک های متنوع و دقت های مناسبی در روش های حجم محدود روی انواع شبکه های باسازمان و بی سازمان توسعه یافته است. در پژوهش حاضر، روش بالادست مبتنی بر فیزیک جریان (pis) به رهیافت حجم کنترل مرکزسلولی با یک حلگر ضمنی کوپل توسعه یافته و نتایج آن با روش های اختلاف نمایی (eds) و اختلاف بالادست مورب (suds) در جریان حفره برای اعداد رینولدز 400 تا 10000 و جریان گذرنده از روی پله در عدد رینولدز 800 مقایسه شده است. نتایج نشان دهنده اختلاف قابل ملاحظه روش eds با مراجع، بویژه برای جریان حفره در اعداد رینولدز بالا است که علت آن تشدید پخش کاذب در اثر بالا رفتن عدد رینولدز و ناهم راستایی خطوط جریان و شبکه است. مقایسه نتایج دو روش suds و pis نیز نشان از نزدیکی نتایج این دو روش در جریان روی پله و اختلاف قابل توجه آن ها در جریان درون حفره دارد. اختلاف نتایج روش suds در جریان حفره را می توان به تأثیرناپذیری این روش از اختلاف فشار بین نقاط سطح سلول و بالادست ارتباط داد که در جریان هایی با فیزیک حاکم گردابه ای بسیار اهمیت دارد. در مقابل، روش pis با از طریق یک معادله مومنتوم در راستای خط جریان، توانسته است نتایج خوبی از نظر تسخیر ساختارهای گردابه ای جریان و تطابق با نتایج مراجع به دست آورد.