جریان سیالات غیرنیوتنی در بعضی از کاربردهای صنعتی به جریان آشفته تبدیل می‌شود. روش‌های مختلفی جهت بررسی جریان آشفته ارائه شده‌اند که هرکدام ویژگی‌های خاص خود را دارند. مدل‌های آشفتگی هزینه محاسباتی کمی دارند ولی دارای منابع عدم قطعیت ساختاری در فرآیند حل هستند. همچنین، مدل‌های آشفتگی که برای سیالات غیرنیوتنی توانی ارائه شده‌اند، اغلب از اصلاح مدل‌های نیوتنی بدست آمده‌اند و مدل‌سازی مناسبی برای تنش ویسکوپلاستیک ارائه نشده‌است. از طرفی، شبیه‌سازی عددی مستقیم نتایج بسیار دقیقی را ارائه می‌کند درحالیکه هزینه محاسباتی بسیاری را به‌همراه دارد. بدین ترتیب، استفاده از نتایج شبیه‌سازی عددی مستقیم برای کمی‌سازی عدم قطعیت موجود در مدل‌های آشفتگی طرح بسیار مناسبی خواهد بود. زیرا امکان تصمیم‌گیری بهتر بر مبنای نتایج شبیه‌سازی RANS را فراهم می‌کند. در این تحقیق ابتدا یک مدل آشفتگی برای سیال غیرنیوتنی توانی بر مبنای مدل ارائه و برای شبیه‌سازی جریان درون یک لوله استفاده شده است. سپس یک روش کارا جهت کمی‌سازی عدم قطعیت‌های موجود در آن ارائه شده‌است. در این روش، فرض شده‌است که تمامی عدم قطعیت‌های موجود، در محاسبه تنش‌ رینولدز و تنش توانی رقیق شونده تجمیع شده‌اند. ابتدا تفاوت این دو تنش در DNS و RANS به کمک میدان تصادفی گاوسی مدل شده‌است. سپس با استفاده از بسط کارهونن-لوه این عدم قطعیت به داخل روند حل پخش شده و تاثیرش در سرعت جریان محاسبه شده‌است. نتایج نشان می‌دهند که روش ارائه‌شده دارای دقت قابل قبولی در تخمین این عدم قطعیت می‌باشد.

واژه‌های کلیدی: مدل‌سازی آشفتگی، سیال غیرنیوتنی، کمی‌سازی عدم قطعیت، شبیه‌سازی عددی مستقیم، بسط کارهونن-لوه

متن کامل [PDF 479 kb]   (3601 دریافت)