نام پژوهشگر: محسن فاتحی

مدل هیبریدی جریان مغشوش برای بهبود پیش بینی کمیت های جریان
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان 1390
  محسن فاتحی   محسن دوازده امامی

به طور کلی اغتشاش پدیده ای نا منظم و تصادفی بوده و در اثر ناپایداری جریان ایجاد می شود. در جریان های مغشوش ناپایداری جریان باعث مخلوط شدن سریع ذرات و افزایش نرخ انتقال حرارت، مومنتوم و جرم می شود. اغتشاش از جمله خصوصیات جریان بوده و به عدد رینولدزوابسته می باشد. به دلیل وجود نوسانات در کمیات مختلف جریان مغشوش نمی توان جریان را از طریق معادلات حاکم بر جریان آرام حل نمود. در یکی از متداولترین روشهای تحلیل جریان مغشوش، با در نظرگرفتن هر یک از متغیرهای جریان به صورت مجموع دو بخش متوسط و نوسانی می توان معادلات حاکم متوسط گیری شده بر جریان مغشوش را بدست آورد. لذا در در معادلات حاکم مجهولات جدیدی شامل متوسط حاصلضرب کمیات نوسانی ظاهر می گردد. حاصلضرب این کمیات نوسانی که در معادله مومنتوم ،تنش های رینولدز نامیده می شود ، با استفاده از مدل های جریان مغشوش بر اساس متغیرهای اولیه بیان مسئله بیان می شوند. مدل های جریان آشفته از چالش های اصلی محققان برای پیش بینی بهتر جریان های آشفته هستند. دقت در پیش بینی کمیت های جریان آشفته ، منجر به دقت در پیش بینی میدان جریان و در نتیجه دقت در کلیه نتایج شبیه سازی عددی خواهد شد. دو مدل بسیار مناسب برای شبیه سازی جریان های آشفته، مدل دو معادله ای- به طور خاص مدلk-? - و مدل تنش جبریasm هستند. مزیت مدل دو معادله ای، سادگی و سرعت محاسبات و رفتار همگرایی بهتر در حل عددی است، در صورتیکه عیب آن فرض ایزوتروپ بودن جریان مغشوش و پیش بینی غلط تنش های عمودی توربولانس است. مدل asm تش های عمودی را با دقت خیلی بیشتری پیش بینی می کند ولی از نظر همگرایی و همچنین پیش بینی صحیح تنش های برشی توربولانس ضعیف است. لذا به نظر می رسد تلفیق مناسبی از این دو مدل بتواند ضمن جبران ضعف های هر دو مدل از مزایای هر دو بهره ببرد. در این تحقیق، تلفیق دو مدل مذکور به دو شیوه باینری و فازی انجام شده است و نتایج برای جریان پشت پله ، جریان در یک حفره کم عمق و جریان در یک سیکلون استیرمان ارائه شده است. مقایسه نتایج مدل های تلفیقی با نتایج آزمایشگاهی و نتایج دیگر مدل های جریان مغشوش نشانگر این موضوع است که مدل تلفیقی توانسته است پیش بینی کمیت های میدان جریان را بطور میانگین حداقل 34/8 درصد و حداکثر 4/32 درصد نسبت به مدل های دیگر بهبود بخشد.