مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

توسعه روش میدان‌های تصادفی برای شبیه سازی مستقیم عددی کاهش درگ با میکروفیبر در جریان کانال آشفته

نویسنده
بخش مهندسی مکانیک دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه یاسوج
چکیده
در این پژوهش، روش میدان‌های تصادفی برای شبیه سازی مستقیم عددی کاهش درگ آشفته به کمک میکروفیبرها توسعه داده شده است. برای این منظور، معادلات حاکم بدون هیچ ساده سازی بر روی یک شبکه اویلری در فضای فیزیکی گسسته شده‌اند. برای گسسته سازی از یک روش تفاضل محدود بالا دست مرتبه پنجم استفاده شده است. در فضای حالت نیز یک روش مونت-کارلو بکار رفته است. سپس معادلات ناویر-استوکس سه بعدی و وابسته به زمان برای جریان تراکم ناپذیر یک سیال غیر نیوتنی بطور عددی برای جریان کانال آشفته حل شده‌اند. کمیت-های آماری آشفته بدست آمده از روش پیشنهادی با داده‌های حاصل از روش لاگرانژی مقایسه و دقت بالای روش جدید نشان داده شده است. مزیت اصلی روش جدید حجم محاسبات کم آن نسبت به روش لاگرانژی است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Development of Stochastic Field Method for DNS of Drag Reduction by Microfibers in Turbulent Channel Flow

نویسنده English

Amin Moosaie
Department of Mechanical Engineering Engineering Faculty Yasouj University
چکیده English

In this study, the stochastic field method is developed for the direct numerical simulation of turbulent drag reduction by microfibers. For this purpose, the governing equations without any simplification are discretized on an Eulerian grid. A fifth-order upwind scheme is used for the discretization. A Monte-Carlo method is employed in the conformation space. Then, three-dimensional, time-dependent Navier-Stokes equations for the incompressible flow of a non-Newtonian fluid are numerically solved for a turbulent channel flow. Statistical quantities obtained by the proposed method are compared with those of a Lagrangian method and the high precision of the new method is demonstrated. The main advantage of the new method is its low computational cost.

کلیدواژه‌ها English

Direct Numerical Simulation
channel flow
turbulent drag reduction
microfiber suspension
stochastic field method