مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

روش مرز غوطه ور- شبکه بولتزمن جهت مدلسازی جریان سیال غیرنیوتنی بر روی مرزهای منحنی

نویسندگان
دانشگاه شاهرود
چکیده
در این مطالعه با استفاده از روش مرز غوطه‌ور شبکه بولتزمن به مدلسازی جریان سیال غیرنیوتنی با مدل توانی بر روی سطوح منحنی پرداخته شده‌است. از جمله ویژگی‌های این روش در مطالعه حاضر، می‌توان به صورت فشاری معادلات شبکه بولتزمن جهت مدلسازی مناسب گرادیان فشار در سیستم مورد مطالعه اشاره کرد. بعلاوه جهت اعمال شرط مرزی عدم لغزش در اطراف مرز جسم، روش مرز غوطه‌ور به صورت ضمنی به کار گرفته شده است. همچنین جهت مدلسازی مناسب فیزیکی هندسه مورد مطالعه و همچنین اعمال خواص غیر نیوتنی سیال، پارامتر‌های تبدیل متغیر‌های فیزیکی به متغیر‌های روش شبکه بولتزمن معرفی شده‌است. در ابتدا توانایی این روش در مدلسازی سیال غیرنیوتنی با مدل توانی در اطراف استوانه دایروی در داخل کانال در محدوده بررسی شده است. در این راستا، میدان سرعت در کانال بررسی شده و ضریب درگ بدست آمده از حل عددی حاضر تطابق خوبی با نتایج تحقیقات پیشین از خود نشان می‌دهد. در ادامه به بررسی میدان جریان و ضریب درگ جریان سیال غیر نیوتنی با مدل توانی بر روی استوانه بیضوی در سه نسبت ابعادی پرداخته شده است. نتایج نشان می‌دهند که در مقایسه با نسبت ابعادی، عدد رینولدز تأثیر بیشتری بر کاهش میزان ضریب درگ بر روی سیلندر بیضوی داشته و تغییرات شاخص مدل توانی کمترین تآثیر را بر کاهش میزان ضریب درگ دارد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Immersed boundary - lattice Boltzmann method for modeling non-Newtonian flow around curved boundaries

نویسندگان English

Mohammad Hadi Sedaghat
Mohammad Mohsen Shahmardan
Mohsen Nazari
Mahmood Norouzi
چکیده English

In this paper, the immersed boundary-lattice Boltzmann method has been employed to simulate non-Newtonian flow around curve boundaries. The pressure base lattice Boltzmann equations have been used to solve the Eulerian domain to estimate proper pressure gradient in the Poiseuille flow. In addition Immersed boundary method (IBM) utilizes a discrete set of force density is also used to represent the effect of boundary on flow domain. In addition to simulate the real physical dominate problem and study the right effects of non-Newtonian fluid properties, scaling parameters have been introduced to notice the relationship between physical and lattice variables. At First, the capability of present method is examined for simulating the power-law fluid flow around a confined circular cylinder and the results show good agreement with previous study. In the following, the power-law fluid flow around elliptical cylinder in a channel is investigated for three aspect ratios eta=1,1.5,2 and for 5

کلیدواژه‌ها English

Immersed Boundary Method
Lattice Boltzmann Method
Curved boundary
Non-Newtonian Fluid
Power-law