مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

روش ‌بولتزمن‌شبکه ای برای مدلسازی محفظه های با مرز‌مایل و متحرک

نویسندگان
1 استادیار دانشگاه صنعتی شاهرود
2 دانشگاه صنعتی شاهرود
چکیده
در این مقاله، جریان سیال پایا و تراکم ناپذیر در داخل یک محفظه دو بعدی به شکل‌های مثلث قائم الزاویه، ذوزنقه و محفظه‌ای با دیواره‌های دایروی و نیم دایره، با وجود دیواره متحرک با استفاده از روش بولتزمن شبکه‌ای مورد بررسی قرار گرفته است. تاثیر شکل هندسی محفظه بر الگوی جریان نیز مورد بحث قرار گرفته است. برای محفظه مثلثی، نیم دایره و محفظه ای با دیواره ی دایروی، تاثیر تغییرات عدد رینولدز بر الگوی جریان بررسی شده است. در محفظه با دیواره دایروی، ملاحظه می شود که با تغییر اندازه‌ی دیواره ‌های بالا و پایین محفظه که به معنی تغییر در اندازه‌ی کمانهای جدا شده از دایره است، الگوی جریان کاملاً متفاوتی شکل می گیرد. برای محفظه‌ی ذوزنقه‌ای در عدد رینولدز ثابت، تاثیر زاویه اضلاع بر روی الگوی جریان نیز بررسی شده است. با افزایش زاویه اضلاع در محفظه ذوزنقه‌ای، گردابه‌ی پایین محفظه، پهن ‌تر و سرانجام به دو گردابه مجزا تقسیم می‌شود. نتایج بدست آمده از روش بولتزمن شبکه‌ای، با نتایج موجود، مقایسه و اعتبارسنجی شده است. روش بولتزمن شبکه‌ای، روشی مناسب و کارا برای مدلسازی جریان در این نوع محفظه‌هاست.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

LBM for Modeling Cavities with Curved and Moving Boundaries

نویسنده English

Mohsen Nazari 1
1 Assistant Prof. of Mechanical Eng. Shahrood Univ. of Technology
چکیده English

In this paper, steady incompressible flow patterns inside two-dimensional triangle, trapezoidal, semi-circular and arc-square cavities with moving boundaries are studied via lattice Boltzmann method. The effects of geometry of the cavities on flow pattern are also discussed. The effects of Reynolds number on the flow patterns in triangular, semi-circular and arc-square cavities are studied. Also, for arc-square cavity, it can be observed that by changing the size of top and bottom walls which means a change in the size of cut arcs from the circular, different flow patterns are formed. The influences of the side angles at constant Reynolds number on the flow patterns in the trapezoidal cavities are investigated. It is found out that the vortex near the bottom wall of trapezoidal cavity breaks up into two smaller vortices as side angles increase. The obtained results of the lattice Boltzmann method and the presented boundary condition are compared with those presented in the literature. It can be seen that the lattice Boltzmann method is a suitable method for flow simulation in the mentioned cavities.

کلیدواژه‌ها English

Lattice Boltzmann Method
Second Order Precision
Curved boundary