شبيه سازي جريان آرام و مغشوش سيال حول دسته لوله ها و اثر عدد رينولدز

شبيه سازي جريان آرام و مغشوش سيال حول دسته لوله ها و اثر عدد رينولدز

وقتي جريان سيال از روي دسته لوله ها عبور مي كند انرژي سيال به لوله ها انتقال پيدا مي كند. نيروهاي وارد شده به لوله ها از طرف سيال يكي از مهمترين مسايلي است كه در دسته لوله ها وجود دارد. اين مسيله باعث ايجاد مشكلات فراوان در سيستمهايي كه شامل دسته لوله ها هستند، مي شود. در كار حاضر ابتدا براي چك كردن برنامه و روش حل ابتدا جريان آرام حول يك استوانه داخل كانال بررسي مي شود. اين مسيله در دو عدد رينولدز 20 (جريان دايم) و 100 (جريان غير دايم و پريوديك) حل شده است. استوانه در مركز كانال قرار ندارد. بنابراين وجود خارج از مركزيت باعث مي شود كه نيروي ليفت وارد شده به استوانه از طرف سيال مخالف صفر شود. در ادامه جريان حول يك دسته لوله با بيست وچهار لوله بررسي مي شود. تعداد شش رديف لوله در جهت جريان كه در هر رديف چهار لوله قرار دارد. اين مسيله در عدد رينولدز 50 تا 40000 بررسي مي شود و پروفيل هاي سرعت و فشار و الگوي جريان رسم مي شود. در انتها جريان مغشوش حول يك دسته لوله با اعمال شرايط مرزي خاص و با استفاده از روش اديهاي بزرگ و برنامه نويسي موازي بررسي مي شود. با انتخاب يك يا دو رديف لوله و اعمال شرايط مرزي خاص، جريان روي دسته لوله اي با آرايش مستطيلي شبيه سازي خواهد شد. با حل جريان سيال و بدست آوردن پارامترهاي جريان، ميدان سرعت و همچنين نيروهاي اعمال شده به لوله ها و تغييرات آنها بررسي شده است. نتايج حاصل، ضمن تطابق با نتايج تجربي جهت مطالعه و طراحي سيستم هاي شامل دسته لوله كاربرد فراوان دارد

When flow passes over the tube bundles, energy of flow transfers to the tubes. The Fluid Induced Vibrations (FIV) imposed on the tubes is one of the important problems in analyzing the tube bundles and causes several problems. In this work, first, laminar flow around circular cylinder asymmetrically in a channel is simulated. The Reynolds number is 20 and 100. The lift forces to tube are not zero. Also flow over tube bundle with twenty-four rods is simulated and flow characteristics are obtained. In this problem, the Reynolds Number is 50 to 40000 and the pressure contours, streamlines and velocity vectors are obtained. At last, turbulent flow over a tube bundle with special boundary condition is calculated. For turbulent modeling, the Large Eddy Simulation Method with Smagorinsky and Mix model and the Parallel programming method is used. Flow pattern and characteristics are obtained. Numerical results show a very good agreement with experimental results and reveal interesting flow behavior which is applicable to steam generators of nuclear power plants.