حل عددی جریان دو بعدی مغشوش گذر ضوتی بین پره های ثابت توربین با روش تداخلی غیرلزج-لزج

تحقیق حاضر به بررسی جریان دو بعدی بین پره های ثابت توربین، با استفاده از یک تکنیک منطقه ای می پردازد. تکنیک استفاده شده، روش تداخلی غیرلزج-لزج می باشد. در این روش، میدان جریان به دو ناحیه غیرلزج و لزج شامل رژیم های آرام و مغشوش تقسیم می شود. ناحیه غیر لزج همان میدان اصلی جریان در بین پره های توربین در نظر گرفته می شود و ناحیه لزج لایه مرزی نزدیک جداره پره ها می-باشد که با توجه به کاهش فشار در توربین ها، ضخامت این ناحیه کم می باشد. با این تکنیک می توان برای ناحیه اصلی از معادلات اویلر و برای ناحیه لزج از فرم خاصی از معادلات نویر استوکس (آرام و مغشوش)، استفاده کرد و از حل کامل معادلات ناویر استوکس برای کل میدان جریان که باعث صرف هزینه و زمان بیشتر محاسبات می شود، اجتناب ورزید. در این تحقیق از روش تحلیلی سویت برای محاسبه پارامترهای لایه مرزی آرام و از روش تحلیلی گرین (دو معادله دیفرانسیلی و یک معادله جبری) برای محاسبه پارامترهای لایه مرزی مغشوش از جمله، ضخامت جابجایی و ضخامت مومنتوم استفاده می شود. پس از محاسبه ضخامت جابجایی لایه مرزی در هر رژیم که به معنای ضخامت جرم از دست رفته می باشد، این مقدار در روش تداخلی غیرلزج-لزج به هندسه اولیه پره ها اضافه شده که عملاً باعث تنگ تر شدن مسیر جریان به میزان محدودی می شود. در مرحله بعد روش عددی حجم محدود دنتون که براساس حل معادلات اویلر می باشد، کل جریان را حل می کند. با توجه با داشتن توزیع خواص جریان روی سطوح پره ها (از حل عددی غیر لزج پره ها) می توان مجدداً ضخامت جابجایی لایه مرزی را محاسبه و با مقدار قبلی مقایسه کرد. با تکرار این عملیات و نزدیک شدن حل ها با یکدیگر، همگرائی لازم محقق می شود و نتیجتاً تاثیر لزجت در حل غیرلزج به گونه ای پدیدار می شود. نتایج نشان می دهد که با استفاده از تکنیک حل غیرلزج-لزج می توان تاثیر لایه مرزی را لحاظ نمود و چون مقدار ضخامت این ناحیه لزج محدود می باشد، نیازی به حل کامل معادلات نویر استوکس در کل میدان جریان نمی باشد. لذا نتایج حل عددی معادلات اویلر می تواند با این روش بهبود یابد و حجم محاسبات هم با رعایت دقت لازمه به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.