بررسی عملکرد مدل‌های مختلف آشفتگی در جریان عبوری از جام پرتابی مثلثی

Abstract

جریان عبوری از جام پرتابی، جریانی به شدت آشفته و دو فازی می‌باشد. . آشفتگی یکی از محدودکننده‌ترین عوامل در شبیه‌سازی عددی جریان سیالات می‌باشد، به طوری که با ثابت فرض کردن ابعاد شبکه و روش گسسته‌سازی، فاکتور موثر در زمان محاسبات، مدل آشفتگی خواهد بود. هدف از انجام این پژوهش، استفاده از روش عددی در تحلیل جریان دو فازی و آشفته عبوری از جام‌ پرتابی مثلثی به منظور مقایسه آن با نتایج آزمایشگاهی و بررسی عملکرد مدل‌های مختلف آشفتگی برای این نوع جریانات می‌باشد. به منظور دست‌یابی به اهداف مذکور با استفاده از نرم افزار فلوئنت، معادلات رینولدز درحالت دوبعدی و گذرا برای جریان عبوری از جام پرتابی حل شده‌اند. برای مدل کردن جریان آشفته از مدل‌های مختلف آشفتگی k-ε، k-ω و RSM و به منظور شبیه‌سازی جریان دوفازی آب و هوا از روش حجم سیال استفاده شده است. در بررسی پارامتر حداکثر فشار دینامیکی بر روی جام مدل k-ε استاندارد حالت "عدد رینولدز پایین (LRN)" و مدل RSM Stress Omega جواب‌های مشابه و دقیقی را در بین مدل‌های بررسی شده بدست می‌آورند. مدل SST k-ω جواب بهتری نسبت به مدل k-ω استاندارد و جواب نسبتاً مشابه با مدل k-ε در محاسبه حداکثر فشار دینامیکی بر روی جام می‌دهد. همچنین این مدل در محاسبه پروفیل جت خروجی از جام عملکرد بهتری نسبت به سایر مدل‌های مبتنی بر لزجت گردابه‌ای ارائه می‌دهد. در نهایت مدل k-ω SST با در نظر‌گیری زمان و هزینه محاسبات به عنوان مدل مناسب برای جریان عبوری از جام پرتابی مثلثی معرفی شده است.