مدل های جریان آشفته

امروزه تئوريهاي ریاضی دقیقی در مورد دو عنصر اول وجود دارد. اما ماهیت پیچیدهی پدیده اغتشاش، مدلسازي آن را با مشکلات بیشماري روبه رو کرده است. در این قسمت 4 روش جریان مغشوش را جهت مدلسازي جریان حول پرههای ایندیوسر توربو پمپ مورد ارزیابی قرار گرفته است. ابتدا توضیح مختصري از هر کدام از این روشها بیان میشود.

مدل اسپالارت-آلماراس

مدل اسپالارات آلماراس یک مدل تک معادلهاي ساده بوده که یک معادله مدل شده انتقال را براي بدست آوردن μ_t حل میکند. مدل مزبور براي کاربردهاي هوافضا ارائه شده است و همچنین نتایج خوبی براي لایههاي مرزي که در معرض گرادیان فشار معکوس قرار دارند، ارائه داده است. همچنین این مدل یک مدل عمومی براي کاربردهاي توربو پمپ میباشد

مدل k-w

مدل k-ε استاندارد یک مدل نیمه تجربی است که بر اساس دو معادلهی انتقال، یکی براي انرژي جنبشی توربولانس k و دیگري براي نرخ اتلاف آن ε تعریف شده است. معادلهی انتقال انرژي جنبشی k یک معادلهی دقیق است که از انجام عملیات ریاضی بر روي معادله ناویر استوکس نتیجه میشود.

مدل k-ω انتقال تنش برشی

یکی از اثرات مهم لایهی مرزي، جدایش در جریانهاي با گرادیان فشار مخالف میباشد. زیرا در لایههاي داخلی لایهی مرزي، مومنتوم ذرات کم بوده و گرادیان فشار مخالف فرصت آن را پیدا میکند که سرعت ذرات را تا حد صفر کاهش میدهد. پدیدهی جدایش اثر شدیدي بر جریان توربولانس دارد. اساسا مدل k-ω توانایی بیشتري در پیشبینی جریان لایههاي نزدیک دیواره، نسبت به مدل k-ε دارد. به همین دلیل این مدل توانایی خوبی براي پیشبینی جریانهاي با گردایان فشار مخالف ملایم از خود نشان داده است

مدل γ-〖Re〗_θ

این مدل جریان مغشوش قادر است که حالت گذرا از جریان آرام به جریان مغشوش را بخوبی شبیهسازي کند. این مدل در واقع مدل مدل تصحیح شدهاي از روش k-ω میباشد. مدل گذرای γ-〖Re〗_θ شامل دو معادلهی تناوب γ و معادلهی عدد رینولدز ضخامت ممنتوم گذراي انتقال یافته 〖Re〗_θ می باشد که این معادله انتقال به صورت زیر نوشته میشود: