بررسی عملکرد مدل های مختلف اغتشاشی در تعیین توزیع فشار بر روی سطح یک پره با زاویه چرخش زیاد

در این تحقیق، عملکرد مدل های مختلف جریان مغشوش برای شبیه سازی جریان سیال در پره استاتور توربین مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور جریان سیال تراکم ناپذیر در پره استاتور یک توربین با چرخش زیاد و رینولدز 105×23/2 به وسیله نرم افزار محاسباتی فلوئنت (Fluent) شبیه سازی عددی شده است. در این شبیه سازی، معادلات ناویر- استوکس با روش حجم محدود روی شبکه محاسباتی ترکیبی (Hybrid) گسسته شده است. مدل های مختلف اغتشاشی مورد بررسی قرار گرفته عبارتند از مدل تک معادله ای Spalart-Allmaras، مدل های دو معادله ای Standard k- ε، Realizable k- ε، RNG k- ε و SST k-ω و مدل پنج معادله ای تنش رینولدز (RSM). عملکرد مدل های مختلف جریان مغشوش با مقایسه ضریب فشار بدست آمده از حل های عددی با نتایج آزمایشگاهی در 4 ناحیه مختلف پره استاتور انجام شده است. نتایج نشان می دهد که دقت یک مدل اغتشاشی در پیش بینی ضریب فشار در نواحی مختلف پره استاتور یکسان نمی باشد. اگرچه عملکرد مدل های مختلف در نواحی مختلف جریان متفاوت است، تمامی مدل ها در پیش بینی ضریب فشار در نواحی گرادیان بالای سرعت از دقت کمتری برخوردارند. با مقایسه عملکرد مدل ها در تمامی نواحی مختلف پره استاتور، بهترین توافق بین جواب های شبیه سازی و نتایج آزمایشگاهی در دو مدل اغتشاشی SST و RSM مشاهده شد.