کمی سازی عدم قطعیت مدل های آشفتگی RANS برای جریان سیال غیرنیوتنی توانی

جریان سیالات غیرنیوتنی در بعضی از کاربردهای صنعتی به جریان آشفته تبدیل می شود. روش های مختلفی جهت بررسی جریان آشفته ارائه شده اند که هرکدام ویژگی های خاص خود را دارند. مدل های آشفتگی هزینه محاسباتی کمی دارند ولی دارای منابع عدم قطعیت ساختاری در فرآیند حل هستند. همچنین، مدل های آشفتگی که برای سیالات غیرنیوتنی توانی ارائه شده اند، اغلب از اصلاح مدل های نیوتنی بدست آمده اند و مدل سازی مناسبی برای تنش ویسکوپلاستیک ارائه نشده است. از طرفی، شبیه سازی عددی مستقیم نتایج بسیار دقیقی را ارائه می کند درحالیکه هزینه محاسباتی بسیاری را به همراه دارد. بدین ترتیب، استفاده از نتایج شبیه سازی عددی مستقیم برای کمی سازی عدم قطعیت موجود در مدل های آشفتگی طرح بسیار مناسبی خواهد بود. زیرا امکان تصمیم گیری بهتر بر مبنای نتایج شبیه سازی RANS را فراهم می کند. در این تحقیق ابتدا یک مدل آشفتگی برای سیال غیرنیوتنی توانی بر مبنای مدل ارائه و برای شبیه سازی جریان درون یک لوله استفاده شده است. سپس یک روش کارا جهت کمی سازی عدم قطعیت های موجود در آن ارائه شده است. در این روش، فرض شده است که تمامی عدم قطعیت های موجود، در محاسبه تنش رینولدز و تنش توانی رقیق شونده تجمیع شده اند. ابتدا تفاوت این دو تنش در DNS و RANS به کمک میدان تصادفی گاوسی مدل شده است. سپس با استفاده از بسط کارهونن-لوه این عدم قطعیت به داخل روند حل پخش شده و تاثیرش در سرعت جریان محاسبه شده است. نتایج نشان می دهند که روش ارائه شده دارای دقت قابل قبولی در تخمین این عدم قطعیت می باشد.