اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 34 |
| تعداد شماره‌ها | 1,331 |
| تعداد مقالات | 9,585 |
| تعداد مشاهده مقاله | 9,765,254 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,972,518 |
ارائه یک مدل زیرشبکه‌ای کم‌هزینه بر پایه‌ی نظریه‌ی فرکتال برای جریان آشفته | ||
| مکانیک سیالات و آیرودینامیک | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 30 شهریور 1404 | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| نویسندگان | ||
| امیر باقری1؛ محمدعلی جزووزیری* 2 | ||
| 1شرکت نوفناوران پژوهش محور کوثر | ||
| 2دانشگاه جامع امام حسین (ع) | ||
| تاریخ دریافت: 17 بهمن 1403، تاریخ بازنگری: 13 خرداد 1404، تاریخ پذیرش: 30 مرداد 1404 | ||
| چکیده | ||
| اکثر سیستم‌های سیالاتی دارای جریان‌هایی از نوع آشفته هستند و برای شبیه‌سازی عددی آن‌ها باید از مدل‌های آشفتگی استفاده شود. مدل‌های آشفتگی به دو دسته‌ی اصلی مدل‌های متوسط‌گیری رینولدز ناویر-استوکس رینولدز (RANS) و مدل‌های شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ (LES) تقسیم می‌شوند. در این مطالعه یک روش جدید و دقیق با پیچیدگی محاسباتی کم برای مدلسازی مقیاس‌های زیرشبکه‌ای بر پایه نظریه فرکتال برای رهیافت LES ارائه شده است. این مدل از دسته مدل‌های غیر لزجت-گردابه‌ای و به روش بازسازی مصنوعی میدان سرعت عمل می‌کند که در بسته منبع‌باز اپن‌فوم (OpenFoam) پیاده‌سازی شده است. در این مدل از فرضیات ساده‌ای برای به‌دست آوردن اثرات زیرشبکه‌ای از رفتار گردابه‌های مقیاس شبکه‌ای بزرگ‌تر استفاده شده است. در این مدل، از درونیابی فرکتال(Fractal) برای بهبود دقت و کاهش هزینه‌های محاسباتی استفاده شده است. نوآوری اصلی مطالعه‌ی حاضر گسترش یک مدل جدید و ساده تر زیرشبکه‌ای با بهره‌گیری از یک درونیابی فرکتال است که توانسته است هزینه‌ی محاسباتی رهیافت LES را به مقدار قابل‌توجهی کاهش دهد. برای اعتبارسنجی توانایی مدل، جریان آشفته درون کانال سه بعدی متناوب و اعداد رینولدز مختلف مدلسازی شده است. پارامترهای جریان آشفته به‌طور دقیق پیش‌بینی شده و با مدل‌های قوی مقیاس‌های زیرشبکه‌ای (SGS) مانند مدل دینامیک اسمگورینسکی(DSM) و مدل تنش دیر‌دورف (Deardorf) مرتبط با حل بدون مدل جریان آرام مقایسه شده‌اند. نتایج نشان می‌دهند که مدل پیشنهادی، با حفظ دقت لازم، می‌تواند هزینه‌های محاسباتی را به میزان قابل‌توجهی کاهش دهد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| درونیابی فرکتال؛ شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ؛ جریان آشفته؛ مدلسازی آشفتگی؛ گردابه‌های زیر شبکه‌ای | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Development of a Low-Cost Subgrid Model Based on Fractal Theory for Turbulent Flow | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Amir Bagheri1؛ Mohammad Ali Vaziri2 | ||
| 1Nofanavaran Pazhohesh Mehvar Kowthar | ||
| 2Imam Hussein Jame University | ||
| چکیده [English] | ||
| Most fluid systems involve turbulent flows, which require the use of turbulence models for numerical simulation. These models are generally classified into two main groups, namely Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) models and Large Eddy Simulation (LES) models. Despite their high accuracy, existing turbulence models typically involve significant computational costs. In this study, a novel and accurate method with low computational complexity is proposed for modeling subgrid scales based on fractal theory within the LES framework. This model belongs to the category of non-eddy-viscosity models and operates through the artificial reconstruction of the velocity field. It has been implemented within the open-source OpenFOAM package. The proposed model utilizes simple assumptions to derive subgrid effects from the behavior of larger-scale grid eddies. Fractal interpolation is employed to improve accuracy and reduce computational costs. The main innovation of the present study is the development of a new and simplified subgrid-scale model utilizing fractal interpolation, making it more efficient for use within the LES approach. To validate the model’s capabilities, turbulent flow in a three-dimensional periodic channel at various Reynolds numbers has been simulated. Turbulent flow parameters have been accurately predicted and compared with strong subgrid-scale (SGS) models such as the Dynamic Smagorinsky Model (DSM) and the Deardorff Stress Model, as well as with a model-free laminar flow solution. The results indicate that the proposed model can significantly reduce computational costs while maintaining the required accuracy. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Fractal Interpolation, Large Eddy Simulation (LES), Turbulent Flow, Turbulence Modeling, Subgrid Eddies | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 3 |
||