بررسی تأثیرات خطای همانندسازی ساختار چرخشی در تحلیل جریان در کانال با روش شبیه‌سازی مستقیم D‌N‌S

Abstract

برای سری‌های فوریه و چبیشف، تحلیل خطا در تقریب ضرایب انتگرالی کوادراتیک گاوسین از راه ساده‌ی تحلیل همانندسازی ممکن است. برای ایجاد کدهای شبه‌طیفی مناسب و پایدار با حذف این خطا در مسائل مکانیک سیالات استفاده از فرمولاسیون «قانون ۳/۲» پیشنهاد می‌شود. در این نوشتار به بررسی تأثیر الگوهای همانندسازی غیرمحذوف، حذف همانندسازی در راستای قائم، حذف همانندسازی در راستای طولی و عرضی، و حذف همانند سازی در ۳ راستا (کامل) در حذف خطای همانندسازی در جریان یک کانال پرداخته شده است. تحلیل جریان با حل مستقیم معادلات ناویر ـاستوکس راکم‌ناپذیر D‌N‌S به روش شبه‌طیفی و الگوریتم گام زمانی متغیر و ساختار چرخشی جمله جابجایی انجام شده است. نتایج حاصله نشان می‌دهد علی‌رغم افزایش تعداد دفعات عملیات در الگوریتم‌های اصلاحی حذف همانندسازی در راستای طولی و عرضی و حذف همانندسازی در ۳ راستا (کامل)، استفاده از این روش‌ها منجر به افزایش دقت و کاهش هزینه‌های محاسباتی در حدود ۳۳٪ می‌شود. تفاوت مقادیر شدت آشفتگی میان این ۲ روش نیز بیشینه‌ی ۵٫۵٪ برآورد می‌شود، در حالی‌که اختلاف <br><br><br>مقادیر شدت آشفتگی در روش همانندسازی غیرمحذوف و الگوهای فوق بین ۷ تا ۹ برابر است. درنهایت با توجه به مقادیر آشفتگی محاسبه‌شده، نتیجه‌گیری شد که روش‌های بهبودیافته با حذف همانندسازی از منظر اقتصادی عملکرد مطلوب‌تری دارند.