مدل سازي سه بعدي اثر ناحيه ورودي در جريان سيال ويسكوالاستيك در كانال مستطيلي

Three-Dimensional Simulation of Entrance Region effect for Viscoelastic flows in a Rectangular Duct

در اين پژوهش، مدل سازي عددي جريان سيال ويسكوالاستيك در حال توسعه در كانال هاي مستطيلي مدنظر قرار گرفته است. در بيشتر پژوهش هاي انجام شده در اين زمينه، با صرف نظر كردن از اثر ناحيه ورودي، فقط ناحيه توسعه يافته تحليل شده است. با توجه به در دست نبودن تحليلي جامع در اين زمينه، مدل سازي سه بعدي ناحيه ورودي، نوآوري اين پژوهش است. براي مدل سازي عبارت تنش، از مدل PTT كه يكي از كامل ترين مدل هاي پيشنهادي براي سيالات ويسكوالاستيك است، استفاده كرديم. لازم است ذكر شود كه در اين پژوهش شرايط اولدرويد درنظر گرفته شده و جريان هاي گردابي آشكارسازي شده است. با توجه به غير خطي بودن معادلات حاكم و همچنين سه بعدي بودن محدوده حل، براي حل معادلات از روش فشرده سازي مصنوعي همراه با شبكه جابه جا شده استفاده شده است. نتايج به دست آمده در ناحيه توسعه يافته، هم خواني خوبي را با ديگر نتايج موجود در اين زمينه نشان مي دهد.

Abstract- In this paper, numerical 3D simulation of viscoelastic developing flow in a rectangular duct with the nonlinear constitutive equation was considered. So far, researchers have focused on the fully developed zone. In these cases, the effects of entrance region of flow and changes in important quantities of developing flow were neglected. Therefore three-dimensional modeling of the entrance region is an innovation of this work. For modeling the stress term, PTT constitutive equation which is one of the most perfect models was used. It should be noted that, the Oldroyd conditions was ingratiated and secondary flow has been simulated. Considering three-dimensionality of the solution domain as well as the dependency and nonlinearity of equations, artificial compressibility explicit method and staggered grid for solving the equations is purposed. The result is in good agreement with the others reported in the fully developed region.