مدل‌سازی عددی جریان حول دسته سیلندرهای استوانه ای

Abstract

در مقاله حاضر، میدان جریان دوبعدی, غیر‌دائمی و لزج در اطراف دسته سیلندرهای استوانه ای به‌ منظور بررسی رفتار و مشخصه های جریان شبیه سازی شده است. روش مورد استفاده مبتنی بر روش حجم محدود در شبکه کارتزین جابجا شده بوده و برای تشخیص سیلندرهای جاسازی شده در میدان از تکنیک مقدارِ بزرگِ جمله چشمه و روش سلول شبح استفاده شده است. دقت و صحت روش با شبیه‏سازی جریان در داخل مجاری و همچنین اطراف تک سیلندر استوانه ای مورد اعتبارسنجی قرار گرفته است. نتایج حاصله در تطابق کامل با نتایج آزمایشگاهی موجود است. نهایتاً، جریان در اطراف دسته سیلندر استوانه ای در چیدمان مربعی و همچنین کلیِ جابجاشده شبیه سازی و مورد تحلیل قرار گرفته است. برای دسته سیلندرهای مذکور، ضرایب لیفت و درگ، سرعت شکاف، توزیع فشار، توزیع چرخش و خطوط جریان به‌طور عددی محاسبه و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند. نتایج دو الگوی کاملاً متفاوت جریان را در دو چیدمان مورد مطالعه قرار می‌دهد. به‌طور کلی، روش مورد استفاده در کار حاضر برای اولین بار جهت حل میدان جریان در دسته سیلندر استوانه ای مورد استفاده قرار گرفته و نتایج و تحلیل های ارائه شده در چیدمان مورد بررسی توسط دیگر محققی ارائه نشده است. بطور کلی، نتایج نشان می‌دهد که نیروهای لیفت و درگ در ردیف اول چندین برابر ردیف‌های بعدی‌ است. همچنین، در دسته سیلندر محصور، نیروهای لیفت و درگ چندین برابر حالت غیرمحصور بدست می‌آیند.