آقای محمد جدیدی دانشجوی دکترای جناب آقای دکتر بازدیدی روز چهارشنبه 30/11/92 از رساله دکترای خود تحت عنوان " تحلیل مدل های دینامیکی جبری بردار شار آشفته زیر شبکه LES " دفاع کرد. این جلسه ساعت 17 روز چهارشنبه در آمفی تاتر دانشکده مکانیک برگزار گردید.

 چکیده:

  رهیافت شبیه‌سازی گردابه ­ های بزرگ در مسایل مرتبط با انتقال حرارت جابجایی و انتقال جرم مورد تحلیل عددی قرار می­گیرد. مدل­های شار حرارت و جرم آشفته زیرشبکه در پژوهش پیش رو دارای ویژگی­هایی همچون داشتن ضرایب دینامیکی، غیرخطی بودن و جبری بودن می­باشند. غیرخطی بودن آن به معنای وابستگی بردار شار حرارت و جرم آشفته زیرشبکه به گرادیان اسکالر مورد نظر (دما یا غلظت) در هر سه جهت دستگاه مختصات است. جبری بودن آن نیز به فرم ریاضی معادله حاکم برای مدل‌سازی بردار شار آشفته زیرشبکه مربوط می­گردد. همچنین ضرایب مدل به‌صورت دینامیکی محاسبه می­گردد که مشکل تنظیم دستی این ضرایب توسط کاربر را برای مسایل مختلف برطرف می­سازد. به عبارت دیگر، در مدل­های مورد بررسی ضریب پخش گردابه­ای زیرشبکه در مرحله اول به‌صورت یک اسکالر استاتیک (ثابت)، سپس به‌صورت یک اسکالر دینامیک (متغیر در زمان و مکان) و در نهایت به‌صورت یک تانسور مرتبه دو به فرم جبری با ضریب دینامیکی بیان می­گردد.

  با توجه به استفاده از روش حجم محدود در رساله حاضر و نقش حیاتی شبکه محاسباتی تولیدشده در تفکیک مقیاس­های شبکه و زیرشبکه در روش مذکور، در ابتدا با استفاده از تکنیک همبستگی دو نقطه‌ای، تراکم شبکه­های محاسباتی تولیدشده برای شبیه­سازی­های عددی مورد ارزیابی قرار می­گیرد. در ادامه با توجه به نقش برجسته پیش‌بینی درست میدان جریان بر کنوکسیون و پخش اسکالر دما و غلظت، مدل ­ های مختلف تانسور تنش زیرشبکه نیز از لحاظ دقت، پایداری، هزینه محاسباتی و داشتن ضرایب دینامیکی شناسایی و تحلیل می ­ شوند. در پایان این قسمت مدل دینامیکی تک معادله­ای انرژی جنبشی آشفته زیرشبکه به علت داشتن ویژگی­های فوق برای ادامه پژوهش برگزیده می­گردد. سپس مدل ­ های جبری شار حرارت و جرم آشفته زیرشبکه در ترکیب با مدل­های تانسور تنش زیرشبکه برگزیده بر روی شبکه­های محاسباتی ارزیابی‌شده مورد مطالعه قرارگرفته و نتایج استخراج‌شده با نتایج موجود در ادبیات فن مقایسه می­گردد.

  پس از صحت­سنجی و اعتبارسنجی نتایج با منابع موجود در ادبیات فن، تحلیل نقاط ضعف و قوت مدل­های شار حرارت/جرم آشفته زیرشبکه نسبت به مدل­های پیشین در انتقال حرارت آشفته در نمونه معیار خنک­کاری لایه­ای پره توربین و در انتقال جرم در نمونه معیار پراکنش اسکالر غلظت حول یک ساختمان مدل (جسم بلانت) مطرح می­شود. همچنین، سهم مقیاس­های زیرشبکه (مدل‌سازی بردار شار حرارت/جرم آشفته زیرشبکه) در انتقال حرارت و جرم آشفته کمی سازی می­گردد. در نهایت با توجه به نتایج حاصله از رهیافت شبیه‌سازی گردابه­های بزرگ، عدد پرانتل آشفتگی به‌عنوان مهم‌ترین پارامتر در مدل‌سازی بردار شار آشفته توسط مدل­های پخش گردابه­ای در معادلات رینولدز میانگین ناویراستوکس نقد و بررسی می­شود.

  واژه‌های کلیدی: شار حرارت آشفته زیرشبکه، مدل­های غیرخطی دینامیکی جبری، رهیافت شبیه‌سازی گردابه ­ های بزرگ، عدد پرانتل آشفته، عدد پرانتل/اشمیت