مدلسازي عددي جريان و آشفتگي در جريانهاي لايه اي حرارتي

جريانهاي لايه اي در محيط هاي آبي طبيعي و ساخته شده مانند اقيانوسها، درياچه ها، مخازن، بخشي از رودخانه ها كه تحت تأثير جريانهاي جزر و مدي قرار دارند، ديده مي شوند. در مخازن و درياچه ها جريانهاي لايه اي از اهميت ويژه اي در مديريت بهره برداري، كنترل كيفيت و بررسي رسوب گذاري برخوردارند. همچنين در مجاورت نيروگاهها كه تخليه ي آب از خروجي نيروگاه با دماي بيشتر تأثيرات جدي بر رژيم جريان و مؤلفه هاي كيفي آب مي گذارد، بررسي اين جريانها از اهميت خاصي برخوردار است. عوامل متعددي منشاء پيدايش جريانها ي لايه اي هستند كه از آن جمله مي توان به وجود گراديانهاي غلظت و حرارت و تغييرات آنها اشاره كرد.در اين مقاله مدلسازي عددي دو بعدي جريان و آشفتگي در جريانهاي لايه اي ناشي از تغييرات گراديان حرارتي اراﺋﻪ گرديده است. تحقيق موجود بر اساس يك مدل دو بعدي جريان در جهت قاﺋﻢ كه توسط حجازي در سال 1381 توسعه يافته است انجام مي گيرد. در تحقيق حاضر معادله ي انرژي حل، و پيش بيني نحوه ي توزيع ميدان دما به مدل اضافه شده است.در مدل از يك شبكه ي منحني الخط غير متعامد لغزنده[3] استفاده شده است. گسسته سازي معادلات جريان و انتقال حرارت با استفاده از روش احجام محدود انجام گرفته، جهت مدل كردن تأثيرات آشفتگي يك مدل دو معادله اي ε-k گسترش داده شده و مورد استفاده قرار گرفته است. نتايج بدست آمده از مدل با نتايج آزمايشگاهي و مدلهاي عددي ديگر مقايسه شده اند كه نشان دهنده ي رضايتبخش بودن پيش بيني هاي مدل حاضر مي باشد. مدل جديد مي تواند نحوه ي جريان و پديده ي آشفتگي در اثر تغييرات دما را پيش بيني كند.