روش بدون شبکه برای حل عددی جریانهای داخلی با تقارن محوری
نویسندگان
1 مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
2 مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
3 مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
doi
10.22060/mej.2023.21728.7497چکیده
در این تحقیق یک روش عددی بدون شبکه برای حل جریانهای داخلی و متقارن محور توسعه داده شده است. در این روش از حداقل مربعات سری تیلور برای گسستهسازی مکانی و از روش چند مرحلهای صریح رانگ کوتا برای گسستهسازی زمانی استفاده شده است. در الگوریتم حاکم بر این کُد از معادلات اویلر دوبعدی و متقارن محور با استفاده از ترمهای اتلافات مصنوعی مرتبه دو و چهار برای حل جریان استفاده شده است. جهت مدلسازی شرایط مرزی از مرزهای ورودی و خروجی مادونصوت، مافوقصوت و مرز دیواره به تناسب مساله استفاده شده است. جهت اعتبارسنجی نتایج حاصل از کد، جریان غیر لزج درون یک نازل دوبعدی و همچنین جریان مافوق صوت داخل کانال به همراه برآمدگی مورد تحلیل قرار گرفته و نتایج با دادههای معتبر مقایسه شده است. همچنین توانایی کد در تسخیر شوک عمودی در جریان داخل نازل دوبعدی و تقارن محور ارائه شده است. در نهایت نیز شبیهسازی جریان پایا درون یک نازل همگرا-واگرا متقارنمحورِ ماوراءصوت با ماخ خروجی 5 انجام شده است تا دقت حل کدِ عددی در سرعت ماوراءصوت نیز سنجیده شود. نتایج نشان میدهد کد توسعه داده شده با دقت بسیار خوبی قادر به شبیهسازی جریانهای داخلی پایا و متقارن محور است. روند همگرایی کُد نیز ارائه شده است که نشان از همگرایی مناسب کُد عددی دارد. زمان تحلیل برای تسخیر شوک در نازل دوبعدی تقارن محور نسبت به نرمافزار فلوئنت حدود 64 درصد سریعتر است.
