بهبود پایداری روش شبکه بولتزمن در شبیه سازی جریان های گرمایی مغشوش در اعداد رایلی بزرگ

هدف از این تحقیق، بهبود پایداری روش شبکه بولتزمن در شبیه سازی جریان های گرمایی مغشوش در اعداد رایلی بزرگ و ارائه یک مدل پایدار برای شبیه سازی اینگونه جریان ها می باشد. بدین منظور در ابتدا عوامل موثر در شبیه سازی این گونه جریان ها با استفاده از روش شبکه بولتزمن نظیر نوع شبکه مورد استفاده، تکنیک های بهبود پایداری، مدل اغتشاش، تراکم پذیری یا غیر تراکم پذیری مدل شبکه ، نوع مدل گرمایی، نحوه پیاده سازی و اعمال شرایط مرزی مورد بررسی قرار گرفته است که منجر به ارائه یک مدل ترکیبی مناسب گردید. در حالت دوبعدی این مدل ترکیبی متشکل از 1) مدل شبکه d2q9، 2) روش شبکه بولتزمن با ضریب تخفیف چندتایی، 3) مدل تراکم ناپذیر گیو و همکاران، 4) مدل شبیه سازی گردابه های بزرگ بهمراه دو مدل زیرشبکه اسماگورینسکی و مدل زیرشبکه ویسکوزیته با مقیاس ترکیبی و درهم، 5) مدل گرمایی شبکه بولتزمن هیبرید، 6) شرط مرزی mid-grid بوده و با استفاده از روش tllbm بر روی یک شبکه غیر یکنواخت پیاده سازی گردید. به منظور تصدیق اعتبار آن، جریان مغشوش rbc در اعداد رایلی مختلف تا مقدار 1015 شبیه سازی شد. در حالت سه بعدی این مدل از ترکیب 1) مدل شبکه d3q19، 2) ترکیب روش شبکه بولتزمن با ضریب تخفیف چندتایی و روش شبکه بولتزمن حجمی کسری، 3) مدل تراکم ناپذیر گیو و همکاران، 4) مدل شبیه سازی گردابه های بزرگ بهمراه دو مدل زیرشبکه اسماگورینسکی و مدل زیرشبکه ویسکوزیته با مقیاس ترکیبی و درهم، 5) مدل گرمایی شبکه بولتزمن هیبرید، 6) شرط مرزی mid-grid تشکیل گردید و بر روی یک شبکه یکنواخت اعمال شد. بمنظور اعتبار سنجی آن، جریان سه بعدی nc در اعداد رایلی مختلف تا مقدار 1015 شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهد که هر دو مدل قابلیت شبیه سازی جریان های گرمایی مغشوش در اعداد رایلی بزرگ را دارا می باشند.