
پروژه : بررسي معادلات مومنتم (ناویر- استوكس) در جریان سیال غیر قابل تراکم
چکیده
میدانیم که در جریان سیال غیر قابل تراکم معادلات مومنتم (ناویر- استوكس) و پیوستگی چهار معادله را بوجود می آورند حل صریح و همزمان این معادلات برای بدست آوردن چهار مجهول u،v،w وP به راحتی امكان پذیر نیست به همین منظور حل عددی این معادلات مطرح گردیده است. این كار با روشهای مختلفی از جمله اختلاف محدود، حجم محدود و المان محدود انجام می پذیرد.
در این پروژه ، با بیان معادلات اساسی حاكم بر جریان سیال غیر قابل تراكم، به گسسته سازی آنها، تا رسیدن به دستگاه معادلات جبری پرداخته و با انتخاب الگوریتم كوپل مناسب، یك برنامه كامپیوتری برای مدلسازی جریان سیال دو بعدی بدست میاوریم.
سپس برای تایید صحت برنامه نوشته شده، نتایج شبیه سازی جریان دو بعدی cavity با نتایج بدست آمده از مقالات معتبر چک میگردد. در انتها به کمک کد نوشته شده جریان داخل یك کانال شبیه سازی شده است.
روشهای مرسوم پيش بينی و شناسايی نيروهای وارد بر اجسام مختلف که در معرض جريان سيال قرار می گيرند شامل روشهای تجربی ، تحليلی و عددی يا آميخته ای از اين روشها می باشد . از آنجا که روشهای تحليلی صرفا در مورد جريانهای با پيچيدگی کم و هندسه های ساده قابل اعمال می باشند ؛ درفرايندهای معمول طراحی کاربرد چندانی ندارند. روشهای تجربی که از قديميترين روشها می باشند و جوابهای نسبتا دقيقی توليد می کنند متاسفانه به سرمايه گذاری اوليه زياد و هزينه بالای انجام آزمايشات نياز دارند . به کمک روشهای عددی از صرف هزینه های زیاد برای انجام آزمایشها جلوگیری میشود.
در روش های عددی ، حل يك مسئله جريان ( سرعت، فشار، دما و... ) در گرههاي داخلي هر سلول صورت ميگيرد. دقت مربوط به يك حل عددی از تعداد سلولهاي موجود در شبكه پيروي ميكند. در حالت كلي تعداد سلولهاي زياد داراي دقت بهتري ميباشد. اما قيمت، سختافزار مورد نياز و زمان محاسبه نيز بستگي به ظرافت شبكه دارد.
در پروژه حاضر در پی حل معادلات به روش حجم محدود هستیم. در روش حجم محدود، الگوريتم حل شامل سه مرحله است :
1) محاسبه انتگرال معادلات حاكم روي تمام حجمهاي كنترل
2) گسستهسازي، اين عمل معادلات انتگرالي را به يك سيستم معادلات جبري تبديل ميكند.
٣) حل معادلات با استفاده از يك روش تكرار.
مسئله پيش رو دوبعدي بوده و رژيم جريان لايه اي ميباشد. استراتژي نگه داري اطلاعات روش شبكه هم مكان مي باشد، بدين معني كه تمامي اطلاعات جريان در مراكز سلول نگه داري مي شود و از يك ميانيابي مناسب (میانیابی رای- چو) براي محاسبه شار روي سطوح استفاده مي گردد. براي كوپل فشار و سرعت از الگوريتم SIMPLE استفاده شده است. اين كد قابليت حل معادلات ناوير استوكس براي مختصات كارتزين با شبكه يكنواخت را دارد و ميتواند براي شرايط مرزي مختلف تغيير کند و منحصر به مسئله مطرح شده در اين پروژه نميباشد.............
درباره :
معادلات مومنتم (ناویر- استوكس) در جریان سیال غیر قابل تراکم ,
برچسب ها :
الگوریتم SIMPLE , معادله اصلاح فشار , گسسته سازی , ناویر- استوكس , معادلات مومنتم , مدلسازی جریان سیال دو بعدی , رژيم جريان لايه اي , میانیابی رای- چو , جریان سیال غیر قابل تراکم ,
|