بکارگیری طرح میانیاب سازه - سیال «شارپ» در روش ترکیبی مرز غوطه‌ور - شبکه بولتزمن جهت مدلسازی جریان سیال غیرنیوتنی ازروی سیلندر

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای مهندسی مکانیک، دانشگاه شاهرود، شاهرود

2 استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه شاهرود، شاهرود

3 استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه شاهرود، شاهرود

چکیده

در مطالعه حاضر، روش ترکیبی مرز غوطه­ور-شبکه بولتزمن به منظور شبیه­سازی جریان سیال غیرنیوتنی نامحدود از روی یک سیلندر دایره­ای استفاده گردیده است. جهت ایجاد ارتباط بین گره­های لاگرانژی روی مرز جسم غوطه­ور و گره­های اویلری واقع در میدان سیال، برای اولین بار از طرح اعمال نیروی مستقیم بر پایه الگوریتم میانیابی شارپ بهره گرفته شده است. اعمال نیروی ناشی از وجود مرز غوطه­ور بر روی گره­های واقع در دامنه سیال غیرنیوتنی با استفاده از روش شبکه بولتزمن و با در نظر گرفتن الگوریتم اعمال نیروی چند مرحله­ای صورت گرفته تا یکنواختی بهتر توزیع نیرو در بازه زمانی اعمال آن حاصل شود. تأثیر پارامترهای عددی روی دقت روش پیشنهادی به طور کامل بررسی گردیده است. رژیم­های مختلف جریان شامل جریان­های پایا و ناپایا در اعداد رینولدز و شاخص­های مدل سیال غیرنیوتنی توانی مختلف بررسی شده­اند. نتایج به دست آمده چنین نشان می­دهد که خواص رئولوژیکی سیالات غیرنیوتنی در حضور جسم جامد به خوبی توسط روش مرز غوطه­ور – شبکه بولتزمن با طرح واسط سازه-سیال شارپ با دقت بالا قابل پیش بینی است. از این الگوریتم در آینده می‌توان برای مدلسازی حرکت اجسام غوطه‌ور در سیالات غیرنیوتنی استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات