شبیه سازی جریان تراکم پذیر گذر صوتی ناپایدار تناوبی با استفاده از الگوریتم فوریه مبنا

Abstract

تحقیق حاضر جریان گذر صوتی ناپایدار حول ایرفویلهای نوسانی را از طریق حل معادلات اویلر و ناویر استوکس و با استفاده از روش طیفی زمانی شبیهسازی کرده است و نتایج حاصل را با روشهای قدیمی برای حل مسائل ناپایا نظیر فرمولاسیون تفاضلی پسرو و روش صریح شبکهی سازمان یافتهی تطبیقپذیر، مقایسه میکند. روش طیفی زمانی از یک تبدیل فوریه گسسته در زمان استفاده میکند و از این رو، حل مستقیماً در یک حالت تناوبی منطبق بر فیزیک جریان، پیش میرود. ابزار ریاضی استفادهشده در اینجا تبدیلات مستقیم و معکوس فوریه میباشند. صحت الگوریتم حاضر از طریق پیادهسازی بر چند نمونه تست آیرودینامیکی دو بعـدی تأییـد شـده اسـت. ایـن نمونـه تسـتهـا ایرفویلهای نوسانی نوع 010A64 NACA) مدل 6CT (و نوع 0012 NACA) مدل 1CT و 5CT (میباشند. به دلیل طبیعت آشفتهی جریـان لزج در این نمونه تستها، مدل آشفته Lomax-Baldwin برای آنالیز جریان لزج با دامنهی نوسان بالا (مدل 5CT (مورد استفاده قـرار گرفتـه است. نتایج حاصل از روش طیفی زمانی با نتایج آزمایشگاهی و دو روش ذکر شده، مقایسه شده است. نتایج ارائه شده توسط ایـن روش، در عین حفظ دقت، کاهش چشمگیری را در هزینهی محاسبات نسبت به دو روش دیگر نشان میدهد، چرا که جریان از طریق تبـدیلات فوریـه مستقیماً بهصورت تناوبی حل شده و از دقت طیفی برخوردار است. نتایج نشان میدهد که برای تسخیر فیزیک جریان، به تعداد فواصل زمانی اندکی (تنها چهار فاصلهی زمانی) در یک پریود نوسان ایرفویل در هر دو حالت دامنهی نوسان پایین (مدل 6CT (و دامنهی نوسان بالا (مـدل 5CT(، در مقایسه با دیگر روشها نیاز است