شبیه‌سازی عددی بی‌واسطه سناریوهای گذرش کنترل‌شده روی صفحه‌تخت

Abstract

در جریان آرام کنترل رخداد گذرش بسیار پراهمیت است زیرا تعیین صحیح نیروهای آیرودینامیکی و میزان انتقال حرارت بشدت تحت تاثیر تشخیص درست و کنترل این رخداد است. گذرش به‌طور شدیدی تابع زمان و مکان است و به‌طور سریع مقیاس‌های مختلف میکروسکپی و ماکروسکپی به یکدیگر تبدیل می‌شوند. عدم قطعیت مدل‌های آشفتگی در تعیین مکان رخداد گذرش جریان موجب طراحی نادرست یا دست‌کم افزایش هزینه طراحی و ساخت خواهد شد. با توجه به رشد روزافزون توان محاسباتی رایانه‌ها و همچنین کارآمدی بیشتر روش‌های عددی در دینامیک سیالات محاسباتی، روش شبیه‌سازی عددی بی‌واسطه، DNS، کاربرد بیشتری حتی در صنعت پیدا کرده‌است. در تحقیق حاضر، زیربنای کد محاسباتی شبیه‌سازی عددی بی‌واسطه پایه‌گذاری شده‌است و هدف این تحقیق ارائه کد حلگر شبیه‌سازی عددی بی‌واسطه است. این حلگر برای مشتق‌گیری مکانی از روش فشرده و انتگرال زمانی از رانگ-کوتای مرتبۀ-بالا به همراه فیلتر پایین گذر استفاده می‌کند. همچنین، شرایط مرزی بدون ‌بازتابش برای کاهش اندازۀ میدان حل و افزایش دقت شرایط مرزی بکار گرفته شده‌است. تحقیق حاضر، شبیه‌سازی عددی بی‌واسطه سناریوهای گذرش کنترل‌شده روی صفحه‌تخت، را نشان داده‌است. توافق کیفی و کمی آزمون‌ها با نتایج دیگر تحقیقات نشان دهنده صحت و دقت بخشهای مختلف از حلگر است.