مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی عددی تاثیر طول مشخصه میدان آشفته اولیه روی دینامیک لایه اختلاط آشفته بدون برش دو بعدی

نویسندگان
دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی دانشکده هوافضا
چکیده
در این پژوهش به بررسی تاثیر طول مشخصه میدان آشفته بر روی دینامیک جریان و مشخصات لایه اختلاط بدون برش دوبعدی پرداخته شده است. برای این منظور از شبیه سازی عددی معادلات ناویر-استوکس تراکم ناپذیر دو بعدی با روش عددی شبه طیفی بهره گرفته شده است. با استفاده از تابع جریان و فرم چرخش معادلات ناویر- استوکس، صفر بودن دیورژانس میدان سرعت تضمین شده است. با محاسبه پارامترهای آماری نظیر ممان های سوم وچهارم و مشتق مکانی آن ها، اثر تغییر نسبت طول مشخصه روی دینامیک بین دو جریان مغشوش مطالعه شده است. هم چنین اثر تغییر نسبت طول مشخصه روی میزان اختلاط توسط پارامترهای طول و شعاع انحنای لایه اختلاط بررسی شده و نشان داده شده است که با افزایش اختلاف طول مشخصه در جریان مغشوش دو سوی لایه اختلاط، میزان ناهمسانی و اختلاط افزایش می یابد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical study of the impact of the initial turbulent integral length scale on the dynamics of a two dimensional shear-free turbulent mixing layer

نویسندگان English

mostafa khoshnami deshiri
Mani Fathali
چکیده English

The impact of the different integral scales of two isotropic turbulent fields on the dynamics of a shear-free turbulent mixing layer is investigated. To this end, two-dimensional incompressible Navier-Stokes equation is numerically solved using pseudo-spectral method. Governing equations are considered in the vorticity-stream function formulation to guarantee the divergence freeness of the velocity field. Dynamics of the turbulent interaction is examined through relevant statistical parameters such as skewness and kurtosis of the velocity components and their spatial derivatives. Moreover, the efficiency of mixing is investigated by considering the length and curvature of the mixing layer. It has been observed that increasing the difference between the initial integral length scales of two isotropic turbulent fields increases the mixing and anisotropic level of interaction.

کلیدواژه‌ها English

DNS
Pseudo-Spectral
Free Shear Layer
Two Dimensional Turbulence
Anisotropy