تحلیل عددی جریان داخلی حول یک استوانه متحرک به روش مرز غوطه ور

Abstract

در مطالعه حاضر حرکت یک استوانه متحرک درون سیال به روش عددی شبیه‌سازی شده است. برای تعریف این استوانه متحرک به عنوان یک جسم سر راه جریان، لازم است حوزه جریان در اطراف استوانه در هر گام زمانی شبکه‌بندی گردد. این‌کار اغلب طاقت‌فرسا است. در روش مرز غوطه‌ور، جسم می‌تواند به‌طور مجازی در حوزه جریان تعریف ‌شود. در پژوهش حاضر از این روش برای تحلیل حرکت استوانه مورد نظر استفاده شده است. معادلات حاکم بر مسئله، معادلات ناویر-استوکس می‌باشد که به روش حجم محدود گسسته‌سازی و حل شده است. شبیه‌سازی اجرا شده نشان داد که زمان اجرای برنامه در مقایسه با روش‌های معمول دینامیک سیالات محاسباتی به مراتب پایین‌تر می‌آید. به‌طور مثال مدت زمان تحلیل عددی این مسئله برای عبور استوانه از حوزه جریان معرفی شده حدود 11 ساعت بوده است که در مقایسه با مدت زمان حل این مسئله در روش‌های معمولی به مراتب کمتر است.