مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مدل‌سازی رتبه‌کاسته جریان‌های دوفازی غیردائم با استفاده از روش تجزیه متعامد بهینه

نویسندگان
1 دانشیار گروه مهندسی مکانیک دانشگاه شهید چمران اهواز
2 دانشیار/ دانشگاه شهید چمران اهواز
3 دانشجوی دکترا/دانشگاه شهید چمران اهواز
4 دانشگاه شهید چمران اهواز
چکیده
در این مقاله، مدل‌سازی رتبه‌کاسته جریان‌های دوفازی غیر دائم بر مبنای مدل‌های دوسیالی و روش تجزیه متعامد بهینه صورت پذیرفته ‌است. مدل دوسیالی چهار معادله‌ای به‌عنوان مدل ریاضی جریان دوفازی انتخاب شده ‌است. پس از بیان معادلات حاکم، حل عددی مستقیم مساله با استفاده از روش تجزیه بالادست فرارفت ترکیبی ارائه و سپس، روش تجزیه متعامد بهینه به‌عنوان ابزاری برای کاهش زمان محاسباتی مسائل گذرا بکار رفته ‌است. در تحقیق حاضر، از یک روش بدون معادله و تصویر گالرکین برای این منظور استفاده شده ‌است. در این روش بردارهای پایه فضای رتبه کاسته از روش تجزیه مقادیر تکین محاسبه می‌شوند. نتایج به‌دست آمده برای حل جریان دوفازی برای یک لوله ضربه و همچنین مساله جدایش آب و هوا، نشان‌ می‌دهد که تکنیک رتبه‌کاسته بکار رفته ضمن داشتن دقت مناسب می‌تواند زمان محاسبات را تا حدود 35 درصد کاهش دهد. ‌کاهش زمان مناسبات به شبکه بکار رفته بستگی دارد به‌گونه‌ای که کارایی این روش بر روی شبکه‌های ریز بیشتر از شبکه‌های درشت است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Reduced order modeling of unsteady two-phase flows using proper orthogonal decomposition method

نویسندگان English

Ebrahim Hajidavalloo 1
Morteza Behbahani-Nejad 2
Younes Shekari 3
Mohsen Shabani 4
3 PhD candidate, Shahid Chamran University of Ahvaz
چکیده English

In this paper; reduced order modeling (ROM) of unsteady two-phase flows is performed based upon two-fluid models and a proper-orthogonal decomposition (POD) method. The four-equation two-phase flow model is used as a mathematical model to describe physics of the problem. After presenting the governing equations, direct numerical solution of the problem is introduced using AUSMDV* method. Then, the POD method is introduced as a mathematical tool to reduce computational time of the transient problems. In the present research, an equation free/Galerkine free POD method is used for ROM of the unsteady two-phase flows. In this approach, the singular value decomposition (SVD) method is used to compute the base vectors of the reduced space. A shock tube and water-air separation two-phase problems are solved using the present ROM method. Results show that this approach can reduce computational time of unsteady simulations about 35%. Reduction of the computational time directly depends on the size of the computational gird. The results also indicate that application of POD method on the fine grids is more efficient than on the coarse grids.

کلیدواژه‌ها English

Two-fluid model
four-equation model
Reduced Order Modeling
proper Orthogonal Decomposition