شبيه‌سازي عددي جريان دوبعدي سيال تراكم‌ناپذير در كسكيد توربوماشين‌ها با روش شبيه‌سازي گردابه‌هاي جداشده

Numerical simulation of two-dimensional incompressible flow in turbomachinerycascades with detached-eddy simulation

پارامترهاي موثر جريان تراكم‌ناپذير، لزج و غيردايم داخل كسكيد دو بعدي توربوماشين با استفاده از روش شبيه‌‌سازي گردابه‌‌هاي جداشده تاخيري (DDES) بر پايه مدل RANSاسپالارت-آلماراس (SA) در اينجا بررسي مي‌شود. مدل شبيه‌سازي گردابه‌هاي جداشده كه يك روش پيوندي RANSو LESمي‌باشد به منظور كاهش هزينه محاسباتي روشLESارايه شد. در اين روش، نزديك ديواره، داخل لايه مرزي از مدل آشفتگي RANSاستفاده مي‌شود و دور از ديواره روش به صورت خودكار به حالت LESمي‌رود. DDES به منظور ارتقاي مدل DESاصلي (DES97)، براي حل مشكل تخليهتنش مدل‌شده پيشنهاد شد. براي مستقل كردن گذار از RANS به LESاز اندازه سلول‌هاي شبكه،‌ يك تابع جديد در مدل DDES تعريف شد. روش عددي به كار رفته براي گسسته‌سازي معادلات، حجم محدود در شبكه جابجاشده و شبكه مورد نظر براي ميدان محاسباتي، متعامد است. همچنين از الگوي ديفرانسيلي پيوندي (الگوي تركيبي متشكل از الگوي اختلاف مركزي و بالادست) جهت گسسته‌سازي عبارات جابجايي در معادله ناوير-استوكس استفاده شده است. نتايج حاصل از اين كار با نتايج مدل آشفتگي SA مقايسه شده است.

The aim of this research is to study effective parameters of incompressible, viscous and unsteady flow in turbomachinery cascades using the Spalart-Allmaras (SA) RANS-based delayed detached-eddy simulation method. Detached-eddy simulation is a hybrid RANS-LES method that was purposed in order to reduce LES computational cost. In this method, near wall, in boundary layer, RANS turbulence model is used and away from the wall, method automatically switches to LES. To develop original DES method (DES97), DDES was purposed to solve modeled stress depletion problem. A new function is introduced to the DDES model to make the transition from RANS to LES grid cell size independent. The numerical method that is used for discretization is staggered finite-volume and the grid is cartesian. Also hybrid differencing scheme (the scheme compound of central differencing scheme and upwind scheme) to discretization of convection terms in Navier-Stokes is used. The results of this study compared with the results of simulation with SA turbulence model.