شبيه سازي جريان آشفته حول ايرفويل ناكا 0012 با استفاده از رهيافت پنس

Numerical Simulation of turbulent flow past a NACA-0012 airfoil using Partially Averaged Navier Stokes model (PANS)

در اين پژوهش به مطالعه عددي جريان آشفته حول ايرفويل متقارن با مشخصه ناكا 0012 با استفاده از رهيافت ميانگيري جزئي معادلات ناوير استوكس (پنس ) كه يكي از موفق‌ترين رهيافت‌هاي روش تركيبي در جريان‌هاي آشفته مي‌باشد، پرداخته شده است. مدل‌سازي به‌صورت دوبعدي حول هندسه ايرفويل انجام شده است و جريان ورودي با زاويه حمله 4 درجه و عدد رينولدز 105 حول ايرفويل در جريان مي‌باشد. جريان ورودي به‌صورت كاملاً آشفته مي‌باشد و همراه با جدايي و بازگشت جريان روي سطح ايرفويل همراه است. براي حل عددي معادلات از نرم‌افزار متن‌باز اپن فوم استفاده شده و معادلات ميانگين‌گيري جزئي معادلات ناوير استوكس با استفاده از كد با زبان C++ به كتابخانه نرم‌افزار فراخواني شده است. روش پنس تحت سه دقت متفاوت (2/0 و 5/0 ، 7/0fk=) موردبررسي قرارگرفته و با نتايج دي-ان-اس مقايسه شده است. نتايج به‌دست‌آمده از مدل پنس نشان مي‌دهد هر چه مقدار fk كوچك‌تر شود دقت محاسبات بالاتر مي‌رود چراكه با كوچك‌تر شدن اين مقدار شبيه‌سازي به حل دي-ان-اس نزديك‌تر شده و سهم بيشتري از مقياس‌ها حل مستقيم مي‌شود. اين رهيافت باعث مي‌شود كه باكم شدن حجم محاسبات مي‌توان به نتايج دقيقي دست پيدا كرد.

In this study, the numerical study of the turbulent flow around the symmetric airfoil with the characteristic of NACA-0012 using the partially averaged Navier Stokes approach, which is one of the most successful methods of bridging method in turbulent flows, is studied. The two-dimensional modeling is done around the airfoil geometry and the inlet flow is made out at 4 degrees of an angle of attack and the Reynolds number is set 10^5. The inlet flow is completely turbulence with the separation and re-attachment points on the airfoil surface. For numerical simulation, open source software has been used, and partially averaged Navier Stokes equations are imported to the library of software by using code with C ++ language. PANS method under three different accuracy (fk=0.2, 0.5, 0.7) has been evaluated and compared with the results of DNS. The results obtained from the PANS model show that the smaller value of fk cause the higher accuracy of simulation, because as this value gets smaller, it becomes closer to the DNS solution and the most large scales will be solved directly. This approach makes it possible to achieve precise results without any computational resources