اثر تغییرات معادلة عمومی دینامیک سیال بر لایة اختلاط بدون برش دوبعدی آشفته

Abstract

در این پژوهش با محاسبة پارامترهای آماری نظیر ممان­های سوم و چهارم، اثر تغییرات آلفا بر دینامیک بین دو جریان مغشوش مطالعه شده است. پارامتر آلفا متغیری است که رابطة بین تابع جریان و ورتیسیته در فضای فوریه را مشخص می­کند. این مبحث از جریان آشفته اصطلاحاً آلفا توربولانس نامیده می­شود. برای تحلیل رفتار معادلات، از شبیه‌سازی عددی معادلات عمومی دینامیک سیال تراکم ناپذیر، با روش عددی شبه طیفی استفاده ‌شده است. نتایج حاکی از آن است که رفتار میدان چرخش در دو حالت بزرگتر از 2 و کوچکتر از 2 تفاوت زیادی با هم دارند. از اینرو برابر با 2 به‌عنوان آلفای بحرانی در نظر گرفته ‌شده است. در کوچکتر از 2، اندرکنش­های محلی بر سیستم حاکم است و با کاهش آلفا میزان ناهمسانی و اختلاط افزایش می­یابد. در حالت بزرگتر از 2، اندرکنش­های حاکم بر میدان جریان غیرمحلی می­باشند و با افزایش آلفا میزان ناهمسانی کاهش می­یابد. همچنین نشان داده ‌شده است که در حالت محلی (آلفاهای کوچک)، فیزیک جریان شامل گردابه­های ریزمقیاس می­باشد، در حالی‌که در آلفاهای بزرگ دینامیک غیرمحلی شده و گردابه­ها رشته‌ای­تر می‌شوند.