شبيه‌سازي جريان آرام و درهم داخل كانال‌هاي واگرا با استفاده از روش ورتكسهاي تصادفي (RVM) و بررسي تاثير زاويه واگرايي و عدد رينولدز بر جريان برگشتي درون كانال

Simulating of Laminar and Turbulent Flows Inside Diverging Channels with Random Vortex Method (RVM) and Investigating the Effects of the Angle of Divergence and the Reynolds Number on the Recirculatin

اين مقاله ارايه نتايج حاصل از شبيه‌سازي عددي جريان‌هاي آرام و درهم درون كانال‌هاي واگرا مي‌باشد كه با استفاده از روش ورتكس‌هاي تصادفي (Random Vortex Method) صورت گرفته است. روش ورتكس‌هاي تصادفي (RVM) روشي است كه معادلات ناوير-استوكس را به‌صورت تابعي از زمان حل مي‌كند و بدون نياز به شبكه‌بندي بر روي هندسه و هم‌چنين بدون نياز به تعيين سرعت در تمام ميدان سيال، سرعت در هر نقطه از كانال را تعيين مي‌نمايد. سرعت پتانسيل به‌عنوان شرط اوليه در تحليل جريان به روش ورتكس‌هاي تصادفي است كه در اين مقاله با استفاده از تبديل همديس شوارتز-كريستوفل به‌دست آمده است. نتايج حاصل از اين روش با كدنويسي به زبان برنامه‌نويسي Fortran صورت گرفته و با نتايج نرم‌افزار Fluent مقايسه شده است كه نشان‌دهنده تطابق بسيار خوبي مي‌باشد. هم‌چنين با استفاده از روش ورتكس‌هاي تصادفي تاثير زاويه واگرايي كانال و نيز تاثير عدد رينولدز بر جدايي جريان درون كانال‌هاي واگرا بررسي شده و نتايج بسيار مفيدي به‌دست آمده است.

This paper presents the results of numerical simulations of the laminar and turbulent flows inside diverging channels using random vortex methods (RVM). Random Vortex Method is a mesh-free method which solves unsteady vorticity equation instead of solving Navier-stokes equations directly to determine the velocity field. In this paper, the velocity potential, which is used as the initial condition, is derived by the Schwarz-Christoffel mapping. A FORTRAN code is developed to solve the equations and good agreement is achieved by comparing the results with the CFD code of the FLUENT. Furthermore, the effects of the angle of divergence of the channel and the Reynolds number on the flow separation are investigated.