مدل آشفتگی K- omega standard در انسیس فلوئنت | مدل توربولانس کا – امگا استاندارد

مدل توربولانس k-omega standard در انسیس فلوئنت

مدل توربولانس k-omega standard یکی از پرکاربردترین مدل های توربولانس دو معادله ­ایی در انسیس فلوئنت است. این مدل توانایی بالایی در انتگرال­ گیری از معادلات نزدیک دیواره دارد. با به کارگیری معادله آشفتگی K-omega نیازی به استفاده از توابع دمپینگ یا توابع دیواره تجربی برای مدل سازی در نزدیکی دیواره ها نیست. معادله آشفتگی k-omega نسبت به مدل توربولانس k-epsilon که در مقالات قبل به آن پرداخته شد، در شبیه سازی جریان­ های دارای کاهش سرعت و جدایش ناشی از گرادیان فشار معکوس، بهتر عمل کرده و کاربرد بیشتری در این نوع شبیه سازی دارد. به طور کلی برای شبیه سازی تغییرات آشفتگی در نزدیک دیواره استفاده از مدل توربولانس k-omega توصیه می شود.

انواع مدل های توربولانس در انسیس فلوئنت :

الف : تک معادله ای

1- Spalart Allmaras

ب: دو معادله ای

2- K-epsilon Standard

3- K-Epsilon RNG

4- K-Epsilon Realizable

5- وای پلاس ، توابع دیواره ، ارتفاع مش لایه مرزی

6- K-Omega standard

7- K-Omega SST

8- K-Omega BSL

ج : سه معادله ای

9- K-KL Omega

د : چهار معادله ای

10- Transition SST

چه زمانی از مدل k-omega standard در انسیس فلوئنت استفاده کنیم؟

مدل توربولانس k-omega standard اغلب در شبیه سازی زیر مورد استفاده قرار می­ گیرد:

1. شبیه سازی در حوزه هوا – فضا
2. شبیه سازی های رینولدز پایین و دارای گرادیان فشار معکوس
3. شبیه سازی توربوماشین ها
4. شبیه سازی در حوزه آیرودینامیک
5. نوسانات گردابه در پشت اجسام
6. شبیه سازی جریان های گذار (Transitional flows)

مزیت های مدل کا امگا استاندارد

با استفاده از مدل توربولانس کا امگا استاندارد می توان محاسبات در نزدیکی دیواره­ های مدل (زیر لایه لزج) را برای رینولدزهای پایین ، بدون استفاده از توابع دیواره بهبود بخشید. در نتیجه نتایج حاصله دقت و پایداری بالاتری به دنبال خواهد داشت.  این مدل عملکرد خوبی در بررسی لایه مرزی جریان ­های محصور به دیواره، جریان برشی آزاد، جریان­ با گرادیان فشار معکوس و جریان های رینولدز پایین دارد.  همچین مدل k-w standard نسبت به مدل های قبلی بحث شده ، نقطه جدایش را دقیق ­تر پیش­بینی می ­کند. جدایش جریان یکی از موضوعات مهم در شبیه سازی های حوزه ایرودینامیک، هواپیماها و توربوماشین ها می ­باشد چرا که جدایش جریان منجر به پدیده Stall یا همان واماندگی می­ شود.

معایب مدل آشفتگی k-omega Standard

مشکل اصلی مدل آشفتگی k-omega standard حساسیت زیاد آن به شرایط جریان آزاد است. همچنین این مدل بسته به omega مشخص شده در ورودی، می تواند نتایج متفاوتی برای یک شبیه سازی ارائه کند. از دیگر مشکلات این مدل میتوان به تخمین بیش از حد لزجت گردابه ای در صورت در نظر نگرفتن انتقال تنش برشی اشاره کرد که به دنبال آن، شروع و مقدار جدایش اندکی زودتر و بیشتر تخمین زده می­ شود. به عبارت دیگر اگر در مدل کا امگا استاندارد ، مش نزدیک به دیواره به اندازه کافی ریز نباشد، جدایش را دقیق پیش بینی نمی کند. البته این مشکل با اصلاح مش در نزدیکی دیواره برطرف خواهد شد. برای کسب اطلاعات کامل پیرامون مش در نواحی مرزی، وای پلاس و ارتفاع اولین سلول لایه مرزی مقاله شماره 5 را از لیست بالا انتخاب کنید.

حتما بخوانید

دوره آموزش فلوئنت

23 ساعت