اصلاح ناپایداری مدل رتبه‌کاسته معادلة نفوذ- جابجایی مبتنی بر تجزیه مود دینامیکی در اعداد رینولدز بالا با بهره‌گیری از رویکرد لزجت گردابه‌ای

نویسندگان

1 آزمایشگاه پژوهشی توربولانس دینامیک سیالات محاسباتی و احتراق، دانشگاه قـم، قم، ایران

2 آزمایشگاه پژوهشی اتمسفر زمین و علوم فضایی، دانشگاه قـم، قم، ایران

3 آزمایشگاه پژوهشی اتمسفر زمین و علوم فضایی، دانشگاه قـم، قم، ایران

doi
10.22060/mej.2022.20801.7327
چکیده

به دلیل دقت پایین و دامنه کاربرد محدود روش های تحلیلی و نیز زمان‎بر بودن و محدودیت های سخت‎افزاری کامپیوتری روش‎ های عددی به خصوص در مسائل ناپایا، لذا محققان به توسعه مدل‌ها و روش‎ های حل با سرعت و راندمان بالاتر روی آورده اند. یکی از این الگوها، روش کاهش مرتبه است. روش رتبه ‎کاسته یک الگوی جایگزین برای شبیه سازی سیستم‌های دینامیکی از جمله جریان سیال می باشد. مدل‌های رتبه‌کاسته عمدتاً بر مبنای محاسبه ساختارهای مؤثر سیستم دینامیکی توسعه می‌یابند. روش تجزیه مود دینامیکی یکی از روش‌های محاسبه این ساختارهای اساسی می‌باشد. در این پژوهش با استفاده از این الگو و مبتنی بر اصول سیستم‎ های دینامیکی، یک مدل رتبه‌کاسته برای معادله برگرز لزج توسعه داده شده‌است. نتایج نشان می‌دهند در صورت افزایش عدد رینولدز و کاهش اثرات ناشی از ترم لزج موجود در معادله حاکم، استهلاک لازم در سیستم برای پایدارسازی حل عددی کاسته می‌شود. همچنین به دلیل کامل نبودن مودهای فرض شده در مسئله و حذف اثر مودها با شماره بالاتر، این کاهش استهلاک بیش‎تر نمود پیدا خواهد کرد. بنابراین با ایجاد یک اتلاف مصنوعی تحت عنوان لزجت گردابه ای سعی در پایدارسازی سیستم می‎ شود. در نهایت با مقایسه نتایج بدست آمده از مدل رتبه کاسته و نتایج شبیه سازی عددی مستقیم معادله، دقت این مدل ثابت می‌شود.