بررسی عددی و تحلیلی مجموعه امواج ضربه ای لامبدا شکل در مجرای همگرا-واگرا

در کار حاضر، ساختار امواج ضربه ای رشته ای لامبدا شکل در یک مجرای همگرا-واگرا با به کارگیری رهیافت شبیه سازی گردابه های بزرگ بر اساس مدل های زیر شبکه ای مختلف از قبیل اسماگورینسکی لیلی، ادی-لزجت موضعی دیوار-تطبیق (WALE) و مدل جبری دیوار-مدل (WMLES) به صورت سه بعدی در نرم افزار فلوئنت و همچنین با استفاده از روابط تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از پژوهش حاضر مقایسه بین نتایج حاصل از مدل های زیر شبکه ای مختلف و نیز معرفی یک روش مناسب جهت پیش بینی رفتار و ساختار امواج رشته ای لامبدا شکل می باشد. در این راستا از روش انطباقی شبکه ها به صورت دینامیکی و مطالعه انباشتگی خطاها از رابطه تحلیلی سمیرنف و نیز به منظور پیش بینی ساختار و تعداد امواج لامبدا شکل از روش هدوگراف عددی استفاده شده است. نتایج حاصل از به کارگیری مدل های زیر شبکه ای مختلف با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه و مشخص شد که مدل زیر شبکه ای WMLES با وجود استفاده از تعداد شبکه پایین تر و زمان کمتر برای انجام محاسبات از دقت بالاتری برخوردار است. پس از اطمینان از روش حل مورد استفاده به بررسی تغییرات در ساختار جریان تراکم پذیر موجود در هنگام تغییر در طول واگرایی مجرای همگرا واگرا و نیز اعمال پرش دمایی دیواره مجرا در منطقه ی تولید امواج رشته ای لامبدایی پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش طول واگرایی مجرا، حداقل فشار دیواره کاهش و مقدار بیشینه ماخ جریان افزایش یافته و محل وقوع موج ضربه ای لامبدا شکل به سمت گلوگاه مجرا حرکت می کند. به علاوه، با افزایش دمای ناپیوسته دیواره مجرا مقدار کمینه فشار دیوار افزایش و حداکثر ماخ جریان کاهش می یابد.