شبیه‌سازی عددی میدان صوتی ناشی از تخلیه جت در جریان عرضی با استفاده از روی‌کرد شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ

مسئله تخلیه جت در جریان عرضی، یکی از مسائل پرکاربردی است که همواره در تحقیقات مختلف علمی و مهندسی مورد تحلیل و مطالعه قرار گرفته است. شناسایی سازوکار تولید صدا توسط این جریان مسئله مهمی است که کم‌تر مورد توجه قرار گرفته است. لذا در این تحقیق، میدان جریان و میدان صوتی حاصل از تزریق یک جت در جریان عرضی به صورت دو بعدی با استفاده از روی‌کرد شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ و الگوی زیرشبکه‌ای اسماگورینسکی شبیه‌سازی شده‌اند. مسئله در سه نسبت سرعت مختلف، در عدد رینولدز جت ثابت مورد بررسی قرار گرفته است. برای گسسته‌سازی مشتق‌های مکانی از روش فشرده مرتبه شش و برای انتگرال‌گیری زمانی از روش رونگ - کوتای مرتبه چهار استفاده شده است. به منظور اطمینان از صحت عملکرد کد عددی تدوین شده، مسائل مختلف و متنوعی با استفاده از آن شبیه‌سازی و نتایج حاصل با نتایج عددی و تجربی موجود مقایسه شده است. با استفاده از تبدیل فوریه تاریخچه فشار، بسامد‌های اصلی حاکم بر میدان صوتی در نقاط مختلفی در بالادست و پائین‌دست جت تعیین و بررسی شده‌اند. مشاهده شد که میدان صوتی این جریان تک مُدی نبوده و چند مُدی است. علاوه بر این، مُدهای مختلف در بازه‌های زمانی مختلف فعال و غیرفعال می‌شوند. هم‌چنین، با تغییر نسبت سرعت جت به جریان عرضی، ساز‌و‌کار تولید امواج صوتی و اندازه بسامدهای بی‌بعد حاکم بر میدان صوتی تغییر می‌کنند.