پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 8 |
| تعداد شماره‌ها | 427 |
| تعداد مقالات | 5,578 |
| تعداد مشاهده مقاله | 6,803,770 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 5,773,004 |
بررسی رژیم‌های مختلف جریان با استفاده از گستره‌ای از مدل‌های گذار در جریان‌های داخلی | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 2، دوره 54، شماره 9، آذر 1401، صفحه 1989-2008 اصل مقاله (2.2 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2022.20999.7361 | ||
| نویسندگان | ||
| محمدعلی مدرسی؛ امیر یوسفی؛ قاسم حیدری نژاد* | ||
| دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| پیش‌بینی رفتار جریان سیال در ناحیه گذار، کلید حل بسیاری از مسائل علمی است. محققین تلاش‌های بسیاری در زمینه ارائه و بهبود مدل‌هایی برای تخمین رفتار جریان سیال در این ناحیه انجام داده‌اند. در این جریان‌ها معادلات حاکم، شامل ناویر-استوکس در کنار مدل‌های انتقال تنش برشی به‌صورت هم‌زمان برای شبیه‌سازی جریان حل می‌شوند. ضرایب بسیاری در معادلات حاکم وجود دارند که شبیه‌سازی جریان سیال را تحت تأثیر قرار می‌دهند. در این پژوهش، مدل گذار انتقال تنش برشی با تغییر دو ضریب در معادلات گذار مورد ارزیابی قرار گرفت و با اعمال ترکیبی از این ضرایب، شبیه‌سازی گذار انجام شد. به منظور ارزیابی دقت ضرایب مدل ارائه شده در شبیه‌سازی، این ضرایب برای شبیه‌سازی سه مسأله جریان داخلی مختلف شامل لوله با سطح داخلی صاف، دو صفحه موازی و یک پله مورد استفاده قرار گرفت. پارامترهای مختلف همچون ضرایب اصطکاک در ناحیه ورودی و توسعه یافته و طول جدایش مورد بررسی قرار گرفتند. یک مقایسه میان نتایج حاصله از ضرایب مدل ارائه شده و داده‌های تحلیلی و تجربی حکایت از دقت خوب این ضرایب در پیش‌بینی جریان سیال دارد. علاوه بر این، در نتایج حاصله از اعمال ضرایب در مدل ارائه شده، طول ورودی جریان در جریان‌های آشفته و گذار به‌خوبی پیش‌بینی شده است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| جریان داخلی؛ مدل آشفتگی؛ مدل گذار انتقال تنش برشی؛ شبیه‌سازی عددی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Investigation of Different Internal Flows Using Different Transitional Models | ||
| نویسندگان [English] | ||
| mohammadali modaresi؛ amir yousefi؛ Ghassem Heidarinejad | ||
| Department of Mechanical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Prediction of flow behavior in the transition region is the key issue in many scientific problems. Many attempts have been made by researchers to propose and modify the models estimating the flow behavior in this region. In these flows, the governing equations, including the continuity, the Navier-Stokes, and the transmittance along with the Shear Stress Transport models are solved simultaneously to predict the flow behavior. There are several coefficients in the governing equations which affect the flow simulation. In this study, the transitional shear stress transport model is modified by altering two coefficients in the intermittency equation. A combination of these coefficients is implemented, and the effects are studied. To assess the accuracy of the proposed coefficients in simulation, they are applied to three individual internal flows, including a smooth axisymmetric pipe, two parallel plates, and a backward-facing step. Different variables such as the friction factor coefficient, fully developed friction factor, and the reattachment length are explored. A comparison between the results and both analytical and experimental data confirms a good accuracy in the predictions. Furthermore, using the presented models the entrance length is well predicted in turbulent and transitional flows. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Internal flows, Turbulence model, Transitional shear stress transport, Numerical simulation | ||
| مراجع | ||
|
[1] R.B. Langtry, F.R. Menter, Correlation-based transition modeling for unstructured parallelized computational fluid dynamics codes, AIAA journal, 47(12) (2009) 2894-2906. [2] M.V. Morkovin, On the many faces of transition, in: Viscous drag reduction, Springer, 1969, pp. 1-31. [3] E. Malkiel, R. Mayle, Transition in a separation bubble, (1996). [4] H. Schlichting, J. Kestin, Boundary layer theory, Springer, 1961. [5] F.R. Menter, R.B. Langtry, S. Likki, Y. Suzen, P. Huang, S. Völker, A correlation-based transition model using local variables—part I: model formulation, (2006) 413-422. [6] F. Menter, R. Langtry, S. Völker, Transition modelling for general purpose CFD codes, Flow, turbulence and combustion, 77(1-4) (2006) 277-303. [7] F. Menter, T. Esch, Elements of industrial heat transfer predictions, in: 16th Brazilian Congress of Mechanical Engineering (COBEM), 2001, pp. 650. [8] A. Hellsten, Some improvements in Menter's k-omega SST turbulence model, in: 29th AIAA, Fluid Dynamics Conference, 1998, pp. 2554. [9] F.R. Menter, M. Kuntz, R. Langtry, Ten years of industrial experience with the SST turbulence model, Turbulence, heat and mass transfer, 4(1) (2003) 625-632. [10] J. Abraham, E.M. Sparrow, J. Tong, Breakdown of laminar pipe flow into transitional intermittency and subsequent attainment of fully developed intermittent or turbulent flow, Numerical Heat Transfer, Part B: Fundamentals, 54(2) (2008) 103-115. [11] J. Abraham, E. Sparrow, J. Tong, Heat transfer in all pipe flow regimes: laminar, transitional/intermittent, and turbulent, International Journal of Heat and Mass Transfer, 52(3-4) (2009) 557-563. [12] J. Abraham, E. Sparrow, J. Tong, W. Minkowycz, Intermittent Flow Modeling: Part I—Hydrodynamic and Thermal Modeling of Steady, Intermittent Flows in Constant Area Ducts, in: International Heat Transfer Conference, 2010, pp. 659-667. [13] J. Abraham, E. Sparrow, J. Tong, W. Minkowycz, Intermittent Flow Modeling: Part 2—Time-Varying Flows and Flows in Variable Area Ducts, in: International Heat Transfer Conference, 2010, pp. 625-633. [14] J. Abraham, E. Sparrow, W. Minkowycz, R. Ramazani-Rend, J. Tong, Modeling internal flows by an extended menter transition model, Turbulence: Theory, Types, and Simulation, Nova Publishers, Hauppage, NY, (2011) 149-184. [15] J. Abraham, E. Sparrow, W. Minkowycz, Internal-flow Nusselt numbers for the low-Reynolds-number end of the laminar-to-turbulent transition regime, International Journal of Heat and Mass Transfer, 54(1-3) (2011) 584-588. [16] R. Lovik, J. Abraham, W. Minkowycz, E. Sparrow, Laminarization and turbulentization in a pulsatile pipe flow, Numerical Heat Transfer, Part A: Applications, 56(11) (2009) 861-879. [17] T. Gebreegziabher, E.M. Sparrow, J. Abraham, E. Ayorinde, T. Singh, High-frequency pulsatile pipe flows encompassing all flow regimes, Numerical Heat Transfer, Part A: Applications, 60(10) (2011) 811-826. [18] F.R. Menter, P.E. Smirnov, T. Liu, R. Avancha, A one-equation local correlation-based transition model, Flow, Turbulence and Combustion, 95(4) (2015) 583-619. [19] J. Abraham, E. Sparrow, J. Gorman, Y. Zhao, W. Minkowycz, Application of an intermittency model for laminar, transitional, and turbulent internal flows, Journal of Fluids Engineering, 141(7) (2019). [20] K. Nering, K.J.I.J.o.N.M.f.H. Rup, F. Flow, Modified algebraic model of laminar-turbulent transition for internal flows, 30 (2019) 1743-1753. [21] S. Kubacki, E.J.I.J.o.H. Dick, F. Flow, An algebraic model for bypass transition in turbomachinery boundary layer flows, 58 (2016) 68-83. [22] H.W. Emmons, The laminar-turbulent transition in a boundary layer-Part I, Journal of the Aeronautical Sciences, 18(7) (1951) 490-498. [23] M. Mitchner, Propagation of turbulence from an instantaneous point disturbance, Journal of the Aeronautical Sciences, 21(5) (1954) 350-351. [24] V.C. Patel, G. Scheuerer, Calculation of two-dimensional near and far wakes, AIAA Journal, 20(7) (1982) 900-907. [25] A. Melling, J. Whitelaw, Turbulent flow in a rectangular duct, Journal of Fluid Mechanics, 78(2) (1976) 289-315. [26] F. Anselmet, F. Ternat, M. Amielh, O. Boiron, P. Boyer, L. Pietri, Axial development of the mean flow in the entrance region of turbulent pipe and duct flows, Comptes Rendus Mécanique, 337(8) (2009) 573-584. [27] F. Durst, B. Ünsal, Forced laminar-to-turbulent transition of pipe flows, Journal of Fluid Mechanics, 560 (2006) 449-464. [28] G. Whan, R.J.A.J. Rothfus, Characteristics of transition flow between parallel plates, 5(2) (1959) 204-208. [29] W. Minkowycz, J. Abraham, E.M. Sparrow, Numerical simulation of laminar breakdown and subsequent intermittent and turbulent flow in parallel-plate channels: Effects of inlet velocity profile and turbulence intensity, International Journal of Heat and Mass Transfer, 52(17-18) (2009) 4040-4046. [30] B. Ruck, B. Makiola, Flow separation over the inclined step, Physics of Separated Flows—Numerical, Experimental, and Theoretical Aspects, (1993) 47-55. [31] H.H. Choi, J. Nguyen, Numerical investigation of backward facing step flow over various step angles, Procedia Engineering, 154 (2016) 420-425. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 569 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 789 |
||