بررسی عددی تأثیر گردابه‌ها بر روی افت فشار و تلفات جریان در داخل کانال با انبساط تدریجی صفحه‌ای‏

هدف اصلی از انجام مطالعه حاضر، بررسی تأثیر و نقش شکل گیری گردابه‌های متقارن و نامتقارن و تعداد آنها بر روی افت فشار و تلفات جریان در تبدیلات واگرای تدریجی می‌باشد. برای ایجاد گردابه‌های متقارن و نامتقارن، جریان آرام سیال نیوتنی در داخل کانال با انبساط تدریجی صفحه‌ای برای نسبت انبساط 1:3 شبیه سازی شده است. گسسته سازی معادلات حاکم با به کارگیری روش عددی حجم محدود در حالت دو بعدی انجام گرفته است. همچنین برای ترکیب متغیر‌های سرعت و فشار از الگوریتم پیزو بر روی شبکه ثابت استفاده گردیده است. برای مطالعه اثرات گردابه‌ها، بررسی و محاسبه ضرایب فشار و تلفات برای محدوده وسیعی از زوایای انبساطی و در اعداد رینولدز مختلف انجام گرفته است. برای ارزیابی صحت انجام این تحقیق، نتایج بدست آمده از زاویه انبساطی 90 درجه با تحقیقات گذشته مقایسه گردیده است؛ که دارای مطابقت بسیار خوبی با مطالعات گذشته می-باشد. خطوط جریان و کانتورهای فشار برای تحلیل و درک بهتر دینامیک جریان ترسیم شده است. برای بررسی نقش تقارن و عدم تقارن گردابه‌ها و نیز اثر تعداد گردابه‌ها، نمودارهای مربوط به تغییرات فشار بر روی خط مرکزی کانال، ضرایب فشار و تلفات به صورت تابعی از زاویه انبساطی و عدد رینولدز ترسیم و تحلیل گردیده است. نکته قابل توجه این است که برای جریان سیال در داخل کانال با انبساط تدریجی صفحه‌ای، ضرایب فشار و تلفات در زاویه انبساطی 53 درجه، مستقل از عدد رینولدز می‌باشند