نام پژوهشگر: مجید بهاری
مجید بهاری کورش حجازی
جریان های چگال، ثقلی و یا لایه ای در طبیعت و صنعت بسیار مشاهده می شوند. این جریان ها در اثر تفاوت چگالی جریان چگال با سیال پیرامون آن به وجود می آیند. از آنجایی که این جریان ها تقریباً همیشه آشفته می باشند و نیروهای غوطه وری تولید شده در این جریان ها تاثیر مهمی در تضعیف و یا تشدید انرژی جنبشی آشفته دارند، دقت شبیه سازی عددی این نوع جریان ها تا حد زیادی به مدل آشفتگی به کار برده شده و چگونگی درنظر گرفتن نیروهای غوطه وری در مدل آشفتگی بستگی دارد. در این پایان نامه سه مدل مختلف آشفتگی k-? چگال توسعه داده شده و کاربرد و کارایی آن ها در جریان های چگال افقی بررسی گردیده است. مدل اول، مدل بهبود یافته، مدل استاندارد چگال k-? می باشد که از اعداد متغیر بر اساس روابط پیشنهاد شده برای عدد اشمیت و پارامتر c3? استفاده می کند. جهت درنظر گرفتن تنش های غیرهمسان آشفته در اثر نیروهای غوطه وری، اثر این تنش ها در مدل دوم، مدل ترکیبی، بر اساس ترکیب مدل های k-? و asm درنظر گرفته شده است. مدل سوم، مدل ggdh، از فرضیه گرادیان پخشیدگی کلی به جای فرضیه گرادیان پخشیدگی استاندارد بوسینسک به منظور درنظر گرفتن تاثیر نیروهای غوطه وری بر روی تنش های آشفتگی استفاده می کند. جهت شبیه سازی میدان جریان با چگالی متغیر، از مدل هیدرودینامیک عددی دو بعدی قائم wise، براساس معادلات رینولدز میانگین گیری شده ناویر-استوکس به همراه مدل های آشفتگی اضافه شده به آن استفاده شده است. جهت بررسی نتایج و کارایی هر مدل، سه نمونه آزمایشگاهی از جریان های چگال افقی به صورت عددی شبیه سازی شده و نتایج آن ها با مقادیر آزمایشگاهی مقایسه شده است. در نهایت، کارایی هر مدل بر اساس روابط بکار برده شده، در شبیه سازی جریان های چگال افقی تشریح شده و مدل مناسب تر مشخص شده است. مقایسه نتایج نشان داد که مدل بهبود یافته نتایج نزدیک تری، نسبت به دیگر مدل ها، به مقادیر آزمایشگاهی نشان می دهد. مدل ggdh باعث افزایش شدت تداخل آشفته جریان می شود و با توجه به سطح تداخل آشفته جریان های چگال بررسی شده در این پایان نامه، این مدل نمی تواند چندان مفید باشد. مدل ترکیبی نشان می دهد که اثر تنش های غیر همسان رینولدز در اثر نیروهای غوطه وری در جریان های چگال افقی قابل صرف نظر کردن می باشند.