استفاده از توابع پایه حاصل از نتایج آزمایش با روش تجزیه متعامد سره ( pod ) برای حل معادلات ناویراستوکس دوبعدی تراکم ناپذیر

هدف از انجام این پایان¬نامه استخراج توابع ویژه تجربی از داده¬های آزمایشگاهی با روش تجزیه متعامد سره (pod) و استفاده از این توابع برای حل معادلات جریان می¬باشد. مدهای اول حاصل از به¬کاربردن روش تجزیه متعامد سره بیانگر ساختارهای منسجم درون سیال می¬باشند. ساختارهای منسجم به طور طبیعی در اکثر جریان¬های متلاطم حضور دارند و به عنوان ساختارهایی که دینامیک اصلی جریان را کنترل می¬کنند، شناخته می¬شوند. در این پایان نامه دو جریان مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. جریان نخست مربوط به جت متلاطم عمود بر جریان با وجود زانویی در بالا دست بوده و جریان دوم مربوط به لایه مرزی متلاطم روی صفحه تخت می¬باشد. مدهای اول تجزیه متعامد سره در جریان جت عمود بر جریان با وجود زانویی در بالا دست نشان دهنده تغییر در خمیدگی جریان جت، ورتکس¬های تشکیل شده در ناحیه مرز جت (ring vortices) و ورتکس¬های تشکیل شده بعد از زانویی می¬باشند. همچنین پیش¬بینی پذیری توابع ویژه برای نسبت¬های سرعت متفاوت و همچنین اعداد رینولدز مختلف نشان¬دهنده توانایی توابع ویژه برای بازسازی بیش از 90 درصد میانگین انرژی جنبشی و در حدود 80 درصد میانگین turbulence intensity می¬باشد. ساختارهای اصلی درون لایه مرزی متلاطم روی صفحه تخت مربوط به مکانیزم¬های sweep ، ejection، strong internal shear layer، transverse vortices و نفوذ جریان آزاد به داخل لایه مرزی می¬باشند. نتایج حاصل از حل عددی دستگاه معادلات معمولی به¬دست آمده با به کاربردن روش تصویر گالرکین معادلات ناویر استوکس تحت توابع ویژه تجربی تطابق خوبی با داده¬های آزمایش دارد. همچنین نتایج حاصل از به-کاربردن توابع ویژه تجربی برای رینولدز متفاوت بیانگر توانایی این توابع برای پیش¬بینی جریان سیال می¬باشد.