نشریه علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک (Aug 2014)
شبیه‌سازی جریان تراکم‌پذیر گذر صوتی ناپایدار تناوبی با استفاده از الگوریتم فوریه مبنا
Abstract
تحقیق حاضر جریان گذر صوتی ناپایدار حول ایرفویل‌های نوسانی را از طریق حل معادلات اویلر و ناویر استوکس و با استفاده از روش طیفی زمانی شبیه‌سازی کرده است و نتایج حاصل را با روش‌های قدیمی برای حل مسائل ناپایا نظیر فرمولاسیون تفاضلی پسرو و روش صریح شبکه‌ی سازمان یافته‌ی تطبیق‌پذیر، مقایسه می‌کند. روش طیفی زمانی از یک تبدیل فوریه گسسته در زمان استفاده می‌کند و از این رو، حل مستقیماً در یک حالت تناوبی منطبق بر فیزیک جریان، پیش می‌رود. ابزار ریاضی استفاده‌شده در این‌جا تبدیلات مستقیم و معکوس فوریه می‌باشند. صحت الگوریتم حاضر از طریق پیاده سازی بر چند نمونه تست آیرودینامیکی دو بعدی تأیید شده است. این نمونه تست ها ایرفویل‌های نوسانی نوع NACA 64A010 (مدل CT6) و نوع NACA 0012 (مدل CT1 و CT5) می‌باشند. به دلیل طبیعت آشفته‌ی جریان لزج در این نمونه تست‌ها، مدل آشفته Baldwin-Lomax برای آنالیز جریان لزج با دامنه‌ی نوسان بالا (مدل CT5) مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج حاصل از روش طیفی زمانی با نتایج آزمایشگاهی و دو روش ذکر شده، مقایسه شده است. نتایج ارائه شده توسط این روش، در عین حفظ دقت، کاهش چشمگیری را در هزینه‌ی محاسبات نسبت به دو روش دیگر نشان می‌دهد، چرا که جریان از طریق تبدیلات فوریه مستقیماً به‌صورت تناوبی حل شده و از دقت طیفی برخوردار است. نتایج نشان می‌دهد که برای تسخیر فیزیک جریان، به تعداد فواصل زمانی اندکی (تنها چهار فاصله‌ی زمانی) در یک پریود نوسان ایرفویل در هر دو حالت دامنه‌ی نوسان پایین (مدل CT6) و دامنه‌ی نوسان بالا (مدل CT5)، در مقایسه با دیگر روش‌ها نیاز است.
Keywords
