شبيه‌سازي گردابه‌هاي بزرگ جريان آشفته سه‌بعدي جابجايي‌تركيبي داخل محفظه داراي تهويه حاوي مانع و استخراج ساختار‌هاي منسجم به روش تفكيك به مودهاي متعامد

Large Eddy Simulation of Three Dimensional Mixed Convection Flow Inside the Ventilated Cavity Containing Obstacle and Extraction of Coherent Structures using Proper Orthogonal Decomposition (POD)

در مقاله حاضر جريان آشفته سه بعدي داخل محفظه داراي تهويه همراه با انتقال حرارت تركيبي(آزاد-اجباري) به روش شبيه سازي گردابه هاي بزرگ (LES) حل و با نتايج آزمايشگاهي و عددي موجود اعتبارسنجي شد. انتقال حرارت اجباري در كار حاضر به دليل ورود سيال از سيستم تهويه به داخل محفظه و انتقال حرارت آزاد به دليل اختلاف دماي قسمت كف و ديواره هاي محفظه مي باشد. به منظور بررسي اثر مانع بر مشخصه هاي جريان، شبيه سازي براي مانع با سه ارتفاع متفاوت انجام گرفته است. در ادامه با اعمال الگوريتم تفكيك به مودهاي متعامد (POD) بر ميدان سرعت نوساني در جهت x، تاثير موانع بر ساختارهاي منسجم مورد بررسي قرار گرفته اند. نتايج نشانگر اين است كه اولا مانع سبب افزايش شديد انرژي ساختارهاي منسجم جريان مي شود، ثانيا مانع با ارتفاع زياد ساختارهاي منسجم جريان را كوچكتر و مانع با ارتفاع متوسط و كوچك سبب بزرگتر شدن ساختارهاي منسجم جريان مي شوند.

In the present paper, three dimensional turbulent mixed convection inside the ventilated cavity is solved using by Large Eddy Simulation (LES) and the results are validated with available numerical and experimental ones. In the present work, the forced convection and free convection are due to the injected flow from ventilation system and temperature difference among floor and other walls of cavity, respectively. The effects of obstacle on flow characteristics such as velocity, temperature and turbulent kinetic energy are investigated for cavity flow containing obstacle with three different height. In continuation, effect of obstacles on coherent structures are investigated by applying the proper orthogonal decomposition (POD) algorithm on velocity fluctuation field in x direction. From the results, firstly, obstacle causes to increase the energy of coherent structures, and secondly, obstacle with large height break the coherent structures to smaller ones, but for obstacles with medium and small height dominant structures are enlarged.