مدل های توربولانسی – مدل دیواره – وای پلاس

  1. با  توجه به آشفته بودن اکثر جریان های توربولانسی استفاده از مدل­های آشفتگی امری ضرروی در شبیه سازی دینامیک سیالات محسباتی می باشد. شبیه­ سازی صحیح جریان ­های آشفته در نرم افزار فلوئنت نیازمند انتخاب صحیح مدل آشفتگی متناسب با شرط مرزی ورودی می­باشد. در این مقاله موارد زیر مورد بررسی قرار می­گیرد.
  2. ۱- نحوه استفاده از عدد رینولدز برای تعیین آشفته بودن یا آرام بودن جریان
  3. ۲- انتخاب مدل توربولانسی
  4. ۳- انتخاب مدل دیواره
  5. ۴- وای پلاس مناسب برای مدل های توربولانسی

جریان سیال در سه دسته زیر طبقه بندی می­شود.:

  • جریان آرام
  • مرحله گذار
  • جریان آشفته

جریان توربولانسی در فلوئنت - توربولانس

عدد رینولدز

عدد رینولدز کمیتی بی بعد بوده و به وسیله آن آشفتگی یا آرام بودن جریان مشخص می­گردد. حدود تعیین شده عدد رینولدز برای گذار جریان از رژیم آرام به رژیم مغشوش در چند جریان مهم آورده شده است.

عدد رینولدز برای جریان ارام و اشفته

 

مدل های توربولانسی در فلوئنت

مدل های توربولان در فلوئنت شامل موارد زیر است، که از زبانه مدل لزجت یا Viscous Model می توانید آن ها را انتخاب کنید.

  • اسپالارت آلماراس Spalart-Allmaras
  • کا-امگا k-omega
  • کا-اپسیلن k-epsilon
  • کا-کا ال-امگا گذرا Transition k-kl-omega
  • اس اس تی گذرا یا انتقال تنش برشی گذرا Transition SST
  • تنش های رینولدز Reynolds Stress
  • شبیه سازی مقیاس تطبیقی (Scale-Adaptive Simulation (SAS
  • شبیه سازی ادی جدا (Detached Eddy Simulation (DES
  • شبیه سازی گردابه بزرگ (Large Eddy Simulation (LES

نرم افزار فلوئنت مدل های توربولانسی متفاوتی را برای انواع شبیه سازی های ارائه کرده است. در شکل زیر انواع مدل­های توربولانسی آورده شده است. استفاده از هریک از این مدل­ها هزینه محاسباتی متفاوتی داشته است. در شکل زیر از بالا به پایین هزینه استفاده از مدل­های توربولانسی افزایش پیدا می­کند.

مدل توربولانس در فلوئنت - مدل توربولانسی فلوئنت

 

کاربرد هریک از مدل های آشفتگی در نرم افزار فلوئنت:

کاربرد مدل های اشفتگی در فلوئنت

حتما بخوانید #   مراحل شبیه سازی موفق در انسیس

 

نرم افزار فلوئنت مدل های ­آشفتگی دیگری نیز داشته که ما در این بخش فقط مدلهای پرکاربرد را بیان کردیم. اما مدل آشفتگی  k-wsst&k-eRelizable به طور گسترده و در اغلب شبیه­ سازی استفاده میگردد.

مدل دیواره در فلوئنت

 

مدل دیواره در فلوئنت:

با توجه به این که دیوارها یکی از منابع اصلی تولید ورتیسیته بوده و پروفیل سرعت متوسط نیز وابسته به شرط عدم لغزش برروی دیوار است. لذا جریان­های اغتشاشی به شدت تحت تاثیر دیواره می­باشند. نحوه مدل­سازی دیواره به شدت صحت نتایج عددی را تحت تاثیر قرار می­دهد. تا جایی که دیواره را میتوان منبع اصلی ورتیسیته نامید.

استراتژی مناسب برای انتخاب مدل دیواره :

برای جریان ها با رینولدز بالا که نمیتوان در آن زیر لایه لزج را به راحتی با اتخاذ سلول های محاسباتی در این زیر لایه حل کرد بهتر است از توابع دیواره استاندارد و غیر تعادلی استفاده کرد. برای جریان های برشی ساده بهتر است از توابع دیواره استاندارد استفاده کرد.

برای جریان ها با جدایش کم و جریان های که پس از جدایش از سطوح به سطح میچسبند، جریان ها با گرادیان شدید فشار و پخش جریان جت روی سطح بهتر از توابع دیواره غیر تعادلی استفاده کرد. اگر مشخصات جریان در نزدیکی دیواره اهمیت داشته باشد یا جریان پیچیده باشد و قانون لوگاریتمی در آن به خوبی جوابگو نباشد بهتر است از توابع بهبود یافته استفاده کرد.

کاملترین دوره آموزش دینامیک مش

برای ثبت نام در دوره صفر تا صد دینامیک مش کلیک کنید

وای پلاس در فلوئنت :

در این بخش وای پلاس مناسب برای مدل های توربولانسی مطرح شده آورده شده است. لازم به ذکر است چک کردن وای پلاس دیوارهای مدل در هر شبیه سازی بسیار اهمیت داشته و میتواند بر صحت نتایج حاصل از شبیه سازی اثر بگذارد. قبل از هر شبیه سازی برای محاسبه ارتفاع اولین سلول لایه مرزی از سایت قرار داده شده در انتهای این مقاله استفاده کنید.

مقدار وای پلاس در فلوئنت

مدل آشفتگی SST  و k-w  برای پیش بینی درست جدایش جریان نیاز به وای پلاس تقریبا برابر یک داشته است.
در صورت استفاده از توابع استاندارد و Scalable   و غیر تعادلی مقدار وای پلاس بین ۳۰ تا ۳۰۰ قرار می­گیرد.

سایت محاسبه ارتفاع اولین سلول لایه مرزی

مدل های توربولانسی – مدل دیواره – وای پلاس
۵ (۱۰۰%) ۳ votes

admin

دیدگاه کاربران ...

تعداد دیدگاه : 0

    لطفا قبل از ارسال سئوال یا دیدگاه سئوالات متداول را بخونید.
    جهت رفع سوالات و مشکلات خود از سیستم پشتیبانی سایت استفاده نمایید .
    دیدگاه ارسال شده توسط شما ، پس از تایید توسط مدیران سایت منتشر خواهد شد.
    دیدگاهی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط با مطلب باشد منتشر نخواهد شد.

    دیدگاه خود را بیان کنید