نشریه علمی هیدرولیک

نشریه علمی هیدرولیک

ارزیابی مدل LRR در شبیه‌سازی عددی جت دیواره با مقطع دایروی

نوع مقاله : مقاله کامل (پژوهشی)

نویسندگان
دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران.
چکیده
جت‌های دیواره‌ آشفته دایروی به دلیل کاربردهای گسترده‌ای که در پدیده‌های مهندسی دارند، بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. یکی از مدل‌های آشفتگی که کم‎‌تر مورد توجه پژوهشگران علاقه‌مند به این دسته از جت‌های آشفته قرار گرفته، مدل آشفتگی LRR است که دقت بالاتری نسبت به دیگر مدل‌های آشفتگی در محاسبه میدان جریان‌های ثانویه و چرخشی دارد. با این وجود، به دلیل دشواری در رسیدن به راه حل پایدار و حساسیت بالا به شرایط مرزی و شبکه بندی، توجه کم‌تری به خود جلب کرده است. در مطالعه حاضر با استفاده از مدل آشفتگی LRR، مدل‌سازی عددی میدان جریان در اطراف جت دیواره‌ آشفته دایروی به صورت سه بعدی مورد بررسی قرار گرفته است و نرخ تغییرات سرعت حداکثر، پروفیل‌های قائم و عرضی و نرخ توسعه جت درناحیه خود متشابه یا کاملا توسعه یافته در هر دو راستا مطالعه شد. نتایج محاسبات نشان می‌دهد که مدل LRR در مقایسه با نتایج آزمایشات تجربی در پیش‌بینی ساختار جریان در اطراف جت دیواره دقت قابل قبولی دارد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


Abrahamsson, H., Johansson, B. & Löfdahl, L. (1997). The turbulence field of a fully developed three-dimensional wall jet. In: Gavrilakis, S., Machiels, L., Monkewitz, P.A. (eds) Advances in Turbulence VI. Fluid Mechanics and its Applications, vol 36. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-009-0297-8_119.
Agelin-Chaab, M. & Tachie, M.F. (2011). Characteristics of turbulent three-dimensional wall jets. J. Fluids Eng., 133(2), 021201, https://doi.org/ 10.1115/1.4003277.
Craft, T. & Launder, B. (2001). On the spreading mechanism of the three-dimensional turbulent wall jet. Journal of Fluid Mechanics, 435, 305-326.
Davis, M. & Winarto, H. (1980). Jet diffusion from a circular nozzle above a solid plane. Journal of Fluid Mechanics, 101(1), 201-221.
Dejoan, A. & Leschziner, M. (2005). Large eddy simulation of a plane turbulent wall jet. Physics of Fluids, 17(2), https://doi.org/10.1063/1.1833413
Eriksson, J., Karlsson, R. & Persson, J. (1998). An experimental study of a two-dimensional plane turbulent wall jet. Experiments in fluids, 25(1), 50-60.
Fujisawa, N. & Shirai, H. (1989). Mean flow and turbulence characteristics of three-dimensional wall jet along plane surface. Japan Society of Aeronautical Space Sciences Transactions, 32, 35-46.
Hakimi, F. & Khorsandi, B. (2024). Dynamics of round turbulent offset jets in quiescent and coflowing environments. Physics of Fluids, 36(10), https://doi.org/10.1063/5.0230229
Jones, L.N. (2004). Modelling of turbulent swirling flows. PhD thesis, University of Leeds.
Kazemi, M., Khorsandi, B. & Mydlarski, L. (2022). Circular turbulent wall jets in quiescent and coflowing surroundings. Physics of Fluids, 34(2), 025116, https://doi.org/10.1063/5.0079921.
Launder, B. & Rodi, W. (1983). The turbulent wall jet measurements and modeling. Annual review of fluid mechanics, 15(1), 429-459.
Law, A.W.-K. & Herlina (2002). An experimental study on turbulent circular wall jets. Journal of hydraulic engineering, 128(2), 161-174.
Naqavi, I.Z., Tyacke, J.C. & Tucker, P.G. (2017). A numerical study of a plane wall jet with heat transfer. International Journal of Heat and Fluid Flow, 63, 99-107.
Naqavi, I.Z., Tyacke, J.C. & Tucker, P.G. (2018). Direct numerical simulation of a wall jet: flow physics. Journal of Fluid Mechanics, 852, 507-542.
Newman, B., Patel, R., Savage, S. & Tjio, H. (1972). Three-dimensional wall jet originating from a circular orifice. Aeronautical Quarterly, 23(3), 188-200.
Padmanabham, G. & Lakshmana Gowda, B.H. (1991). Mean and turbulence characteristics of a class of three-dimensional wall jets—Part 1: Mean flow characteristics. J. Fluids Eng., 113(4), 620-628.
Rajaratnam, N. & Pani, B.S. (1974). Three-dimensional turbulent wall jets. Journal of the Hydraulics Division, 100(1), 69-83.
Sforza, P.M. & Herbst, G. (1970). A study of three-dimensional, incompressible, turbulent wall jets. AIAA Journal, 8(2), 276-283.
Viets, H. & Sforza, P.M. (1966). An Experimental Investigation of Turbulent, Incompressible, Three-Dimensional Wall Jet. Brooklyn, N.Y. : Polytechnic Institute of Brooklyn, Department of Aerospace Engineering and Applied Mechanics.
 

  • تاریخ دریافت 03 خرداد 1404
  • تاریخ بازنگری 20 تیر 1404
  • تاریخ پذیرش 05 مرداد 1404