کاربرد مدل های k-? خطی و غیر خطی در پیش بینی جریان و انتقال حرارت جا به جائی در کانال های با موانع منفصل

با توجه به این که در موتورهای توربین گاز هوایی جدید برای افزایش بازدهی و نیروی جلو بری سعی می شود دمای گاز خروجی از محفظه احتراق افزایش یابد، بالا بردن ضریب انتقال حرارت در مجاری خنک کننده پره توربین به کمک موانع حائز اهمیت می باشد. تحقیقات وسیعی که بر روی کانال های با موانع متصل صورت گرفته است نشان می دهد که در محل اتصال این موانع نقاط داغ به وجود می آید که این موجب آسیب دیدن پره می شود بنابراین برای رفع این مشکل استفاده از موانع منفصل به جای موانع متصل پیشنهاد شده است. در این مقاله جریان و انتقال حرارت مغشوش سیال درون کانال های با آرایش متفاوتی از موانع منفصل مورد بررسی قرار گرفته است. مدل های خطی و غیر خطی عدد رینولدز پائین به منظور مدل کردن اغتشاش به کار گرفته شده است. برای حل عددی معادلات حاکم از الگوریتم سیمپل در یک شبکه نیمه جا به جا شده استفاده شده و برای تقریب جمله های جا به جایی روش هیبرید مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج عددی نشان داد که در اثر حضور مانع یک ناحیه ویک در پشت مانع به وجود می آید که طول و پهنای این ناحیه توسط هر دو مدل خطی و غیر خطی به طور تقریبی پیش بینی شد. اما ویک پیش بینی شده توسط هر دو مدل اغتشاش ضعیف تر از ویک اندازه گیری شده می باشد. در نزدیکی دیواره هر دو مدل اغتشاش «خصوصا مدل غیر خطی» اندازه سرعت طولی را کمتر از مقادیر اندازه گیری شده پیش بینی کردند. این موضوع در نتایج حاصل برای پروفیل های شدت اغتشاش نیز وجود دارد و مقادیر تنش های طولی و عرضی پیش بینی شده توسط هر دو مدل کمتر از نتایج تجربی می باشد. مدل های اغتشاش شکل توزیع عدد نوسلت را به خوبی پیش بینی می کنند اما مقادیر عدد نوسلت از مقادیر تجربی کمتر می باشند.