بررسی تأثیر روش های مختلف فیلتراسیون صریح در LES برای حل عددی نواحی مختلف لایه مرزی آشفته توسعه یافته

Abstract

در این تحقیق، به عنوان مسأله پایه، جریان آشفته کاملاً توسعه یافته داخل یک کانال مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا، روش فیلتراسیون صریح توسط فیلتر هموار در حل عددی به کار رفته است. بدین منظور، فیلتر لاپلاس که در فضای فرکانسی دارای شکلی هموار است، به عنوان فیلتر صریح بر معادلات اعمال شده که در این حالت به مدل زیر شبکه، عبارت دیگری با عنوان مدل زیر فیلتر اضافه شده است. به منظور ارزیابی چگونگی تأثیرگذاری این روش بر بهبود حل نواحی مختلف جریان توسعه یافته، مشخصه های آشفتگی جریان حاصل از این روش با نتایج حل مستقیم عددی مورد مقایسه قرار گرفته که بهبود قابل ملاحظه ای در نتایج نواحی مختلف لایه مرزی مشاهده می‌شود. در روش دوم، به منظور بررسی اثر نزدیکی شکل فیلتر صریح به برش تیز، سه نوع فیلتر با اشکال نزدیک به شکل فیلتر برش تیز در فضای فرکانسی بر میدان حل اعمال شده است. در این حالت، مدل زیر شبکه بدون مدل زیر فیلتر برای مدلسازی کافی است. در این تحقیق، برای حل عددی متد حجم محدود مورد استفاده قرار گرفته که به منظور گسسته سازی عبارت های جابجایی و نفوذ روش های مرتبه دوم و برای گسسته سازی ترم زمانی ایده کرنک-نیکلسون به کار رفته است. در ادامه، با مقایسه نتایج به دست آمده از دو متد فیلتراسیون، تأثیر هر یک بر نواحی مختلف لایه مرزی آشفته مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج، با نزدیک تر شدن شکل فیلترصریح به شکل برش تیز، مشخصه های آشفتگی جریان بهبود یافته است.