نام پژوهشگر: مرتضی نیازی
مرتضی نیازی کریم مقصودی
جریان آشفته یکی از پیچیده ترین پدیده های موجود در طبیعت است. به همین خاطر بررسی جریان های آشفته بسیار مورد توجه محققان بوده و فعالیت های فراوانی در این خصوص صورت گرفته است. یکی از شاخص ترین جریان های آشفته، جریان آشفته عبوری از روی اجسام توپی شکل می باشد که به دلیل ماهیت پیچیده آن همواره مورد توجه بوده است. روش های عددی و مدل سازی های مختلفی برای حل این جریان ارائه شده است. یکی از این روش ها، روش شبیه سازی گردابه های بزرگ می باشد که با توجه به نتایج دقیق آن، یک روش بسیار مناسب برای حل اینگونه مسائل جریان به شمار می رود. در این تحقیق، جریان ناپایدار عبوری از روی یک استوانه مدور چرخان در محدوده اعداد رینولدز 3900 تا 10000 مورد بررسی قرار گرفته است. در این محدوده، جریان در ناحیه زیر بحرانی قرار دارد که در آن جریان در پشت استوانه کاملا آشفته است ولی در لایه مرزی روی استوانه جریان آرام می باشد. ابتدا جریان روی استوانه ثابت (غیر چرخان) با استفاده از دو مدل مقیاس زیر شبکه ای یعنی مدل های اسماگورینسکی و دینامیکی حل شد. با مقایسه نتایج با نتایج تجربی مشاهده شد که مدل اسماگورینسکی دارای دقت بیشتری است. پس از آن جریان عبوری از روی استوانه مدور چرخان بررسی شد. نرخ چرخش از 0 تا 2 متغیر بود. معادلات جریان برای یک زمان بی بعد نسبتا طولانی حل شد و برای حل تنش های پسماند از مدل مقیاس زیر شبکه ای اسماگورینسکی با ثابت 1/0 استفاده شد. تغییرات ضرایب برآ و پسا و ساختار گردابه های تشکیل شده در پشت استوانه برای نرخ های چرخش مختلف مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش نرخ چرخش، ضریب پسا کاهش و قدر مطلق ضریب برآ افزایش یافته و موقعیت نقاط جدایش و سکون تغییر -می کند. همچنین با افزایش عدد رینولدز، ضریب پسا و قدر مطلق ضریب برآ کاهش می یابد. نتایج بدست آمده با نتایج سایر شبیه سازی های انجام شده و همچنین نتایج تجربی مقایسه شده است.