ترجمه تایید مدل­ های آشفتگی برای جریان در یک لوله­ ی منقبض شده در عدد رینولد پایین

توضیحات

 عنوان فارسی: تایید مدل­ های آشفتگی برای جریان در یک لوله­ ی منقبض شده در عدد رینولد پایین

عنوان انگلیسی مقاله ترجمه شده:

Eddy Viscosity Transport Equations and Their Relation to the k’€ IVIodel

تایید مدل­ های آشفتگی برای جریان در یک لوله­ ی منقبض شده در عدد رینولد پایین

چکیده

دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) یک ابزار سودمند برای پیش­بینی آشفتگی در کاربردهای آیرودینامیک و زیست پزشکی است. انتخاب مدل­های آشفتگی مناسب کلید دستیابی به پیش­بینی­های دقیق است. این مقاله بر مقایسه­ی مدل­های آشفتگی مختلف برای پیش­بینی پایین میدان جریان یک لوله­ی منقبض شده (تنگ شده) تمرکز دارد. این هندسه به تنگی شریانی بیماران با بیماری­های عروقی مرتبط است. به خصوص، نتایج غیردایم ناویر-استوکس میانگین­گیری شده رینولدز (URANS) و مدل­های آشفتگی شبیه­سازی حل مقیاس (SRS) از جمله شبیه­سازی گردابه­های بزرگ (LES) و شبیه­سازی گردابه مستقل (DES) با اندازه­گیری­های تجربی مقایسه شدند. این مقایسات در متوسط جریان و تغییرات پایین انقباض یا تنگ شدگی شامل شدند. نتایج نشان دادند که مدل LES تطابق بهتری با اندازه­گیری سرعت با استفاده از بادسنجی دوپلر لیزری (LDA) داشت. علاوه بر این، اگرچه مدل­های URANS، اندازه­ی ناحیه­ی جریان حلقوی و سرعت­های متوسط جریان در مقایسه با مدل­های آشفتگی SRS را پیش­بینی کردند اما هیچ گونه ساختارهای گردابی مقیاس کوچک در حل URANS به دلیل ذات این مدل­ها دیده نمی­شود. با این وجود، مدلسازی این ساختارها زمانی مفید هستند که به رفتار جریان دقیق­تر برای مثال در مطالعات منابع صوت نیاز است. در نتیجه، LES یک مدل آشفتگی بهینه برای جریان تحت نظارت خواهد بود، به خصوص زمانی که تولید صدا مدنظر باشد.

کلمات کلیدی: دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، مدلسازی آشفتگی، سیستم­های زیست پزشکی، تنگی مجرا، ناویر-استوکس میانگین­گیری شده رینولدز (RANS)، شبیه­ سازی حل مقیاس، بادسنجی دوپلر لیزری (LDA)، شبیه­ سازی گردابه­ های بزرگ (LES). ترجمه مقالات

1- مقدمه

     یکی از مهم­ترین و کمتر درک شده­ترین جنبه­های آشفتگی زمانی است که عدد رینولدز محلی آشفتگی نسبتاً پایین باشد ]1[. اثرات آشفتگی در کاربردهای صنعتی ]2-6[ و زیست پزشکی ]7-11[ مختلفی مورد توجه است. اکثر جریان­های سیالات توسط کمیت­های جریان متغیر نامنظمی مشخص می­شوند که اغلب در مقیاس­های کوچک و فرکانس­های بالا رخ می­دهند. در نتیجه، حل این تغییرات در زمان و مکان نیاز به هزینه ­های محاسباتی اضافی دارد. مدلسازی بهینه­ی این ساختارها برای بررسی­های صوتی از جمله کاربردهای زیست پزشکی که قسمت­های فعال از پژوهش است، مورد توجه می­باشد ]12-16[. دانش پایه­ای از آشفتگی و درک نحوه­ی مدلسازی آشفتگی می­تواند به انتخاب و استفاده از این مدل­ها برای به دست آوردن شبیه­سازی مهندسی منطقی از جریان آشفتگی کمک کند.

     چهار مدل آشفتگی: دو مدل ناویر-استوکس میانگین­گیری شده رینولدز (RANS) و دو روش شبیه­سازی حل مقیاس (SRS) به نام­های شبیه­سازی گردابه­های بزرگ (LES) و شبیه­سازی گردابه­های مستقل (DES) در این مطالفه در نظر گرفته شدند. مدل­های آشفتگی RANS برای حل کمیت­های متوسط جریان بکار می­روند که در آن­ها، تغییرات توسط انسامبلی آماری بیان می­شوند. از سوی دیگر، LES جریان انتقالی را با مدلسازی مقیاس زیرشبکه­ای مناسب شبیه­سازی می­کند و با استفاده از فرمولاسیون مقیاس زیرشبکه­ی اسماگورینسکی شامل شد. علاوه بر این، مدل­های ترکیبی DES با مدلسازی LES جریان رودخانه­ی آزاد با شبیه­سازی غیردائم RANS جریان دیواره نزدیک ترکیب می­شوند و در نتیجه، از نظر محاسباتی ارزان­تر از LES هستند. نگرانی اصلی در مورد شکل اولیه­ی مدل DES، ناتوانی آن در پیش­بینی رفتار جریان منطقه­ی جدایی و شبیه­سازی نامناسب انتقال جریان آرام و جریان آشفتگی است ]17، 18[. در دهه­ی گذشته، پیشرفت­های قابل توجه در زمینه­ی مدلسازی DES منجر به بهبود به خصوص در حل جریان­های خارجی در مناطق جدایی و چرخشی شد ]19-21[. به منظور برجسته کردن تفاوت­های اصلی میان این دو روش، توضیح کوتاهی از هر مدل آشفتگی مورد استفاده در مطالعه­ی کنونی آورده شده است.

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.