بررسی عددی تاثیر مدل های مختلف مرز ورودی برمشخصه های جریان لایه مرزی آشفته با رهیافت شبیه سازی گردابه های بزرگ

در این مطالعه اثر سه مدل مختلف مرز ورودی بر مشخصه های جریان لایه مرزی آشفته روی صفحه تخت بررسی شده است. مدل های مرزی مورد بررسی شامل پروفیل سرعت ورودی یکنواخت با آشفته سازی توسط تریپ، مدل مرز ورودی مبتنی بر حل اولیه (تی وی ام اف) و مدل بازمقیاس-بازنگاشتی لاند، در رهیافت شبیه سازی گردابه های بزرگ قابل استفاده است. شبیه سازی جریان با رهیافت شبیه سازی گردابه های بزرگ و ضریب اسماگورینسکی دینامیکی در نرم افزار اوپنفوم انجام شده است. همچنین اعتبارسنجی روش عددی با کمک نتایج حل عددی مستقیم و تحلیلی انجام شده است. مقایسه ضریب اصطکاک پوسته ای با روابط تحلیلی نشان می دهد که حداکثر انحراف در شبیه سازی با مدل های مرزی مبتنی بر حل اولیه، لاند و آشفته سازی توسط تریپ به ترتیب %4/3، %4/5 و %19/2است. بعلاوه در حالیکه مقدار و روند توسعه ضخامت های انتگرالی، مولفه-های سرعت و سایر مشخصه های جریان در شبیه سازی با شروط مرزی مبتنی بر حل اولیه و لاند انطباق مناسبی با نتایج شبیه سازی مستقیم عددی دارند، نتایج استفاده از تریپ انحراف بیشتری از نتایج شبیه سازی مستقیم عددی دارند. نتایج این تحقیق نشان می دهد که استفاده از مدل های مرز ورودی مبتنی بر حل اولیه و لاند در شبیه سازی با رهیافت شبیه سازی گردابه های بزرگ، مناسب تر بوده و در کاهش هزینه محاسبات کاملا موثر است.