شبیه سازی عددی جریان های نیرومحرک ام اچ دی به روش جایگزینی موقت (ادهاک) نیروهای حجمی

چکیده مقاله

جریان¬های نیرو محرک داخلی که در آنها نیروی محرک در مقاطع عرضی کانال، دارای توزیع کاملاً یکنواخت هستند حتی اگر توزیع محوری این نیروها غیر یکنواخت باشد، یک میدان سرعت کاملاً توسعه¬یافته ایجاد می¬کنند. در این صورت می¬توان نیروی محرک با توزیع غیر یکنواخت محوری را ابتدا به طور موقتی حذف کرده و به جای آن از یک نیروی حجمی معادل اما کاملاً یکنواخت در سراسر کانال استفاده نمود. در این حالت اگرچه توزیع و مقدار نیروی محرک تغییر می¬کند اما پروفیل سرعت حاصله تغییری نخواهد کرد. مزیت چنین کاری این است که حل معادلات در هندسه‌های سه‌بعدی را می‌توان به حل دوبعدی (با معادله¬ی پواسون) برای مقطع عرضی کانال تبدیل نمود. پس از معلوم شدن توزیع سرعت در سطح مقطع، می‌توان بطور معکوس، با ابقای نیروی محوری واقعی، توزیع فشار واقعی را نیز به راحتی محاسبه نمود. یکی از کاربردهای این ساده¬سازی، شبیه سازی جریان‌های داخلی ام¬اچ¬دی است. مطابقت بسیار خوب نتایج این روش حل جدید، با نتایج حاصل از حل سه‌بعدی، نشان می¬دهد که روش حاضر می‌تواند با دقت کافی در حل میدان¬های سرعت و فشار در شبکه¬های میکروسیالی بکار رود و هزینه¬های سنگین تحلیل¬های سه‌بعدی را کم نماید.