حل حجم محدود بر اساس مشخصه‌های مجازی برای جابجایی طبیعی حول یک استوانه افقی

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز

2 نویسنده مسئول، دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز

چکیده

درتحقیقحاضر،حلحجممحدودبراساسمشخصه­ها(CB)برایاخذجواب­هایدقیق،بهبودسرعتهمگراییو پایداریعددیجریان­هایتراکم­ناپذیرلزجتوسعه­یافته­است.تراکم­پذیریمصنوعیبه­عنوان خوشرفتارسازدرمطالعه مادرنظرگرفته­شدهوطرحرانگ-کوتایمرتبهپنجبرایپایشزمانیاستفاده­شده­است.گام­بندیمحلیزمانوهموار سازیصریحمانده­هابه­عنوانتکنیک­هایتسریعهمگراییبه­کارگرفته­شده­اند.شارهایجابجاییباطرحشارمرتبهبالامشابهطرحRoe  محاسبه­شده­اند.اینروشاعدادکورانت(CFL)بالاییراتامین­می­کندوسرعتهمگراییودقتخوب درگسترهوسیعیازاعدادرایلی1تا10000برایجریانجابجاییطبیعیحولیکاستوانهدایروی­افقیبه­عنوانمطالعه ­موردی،آشکارمی­نماید.نتایج­حاصلبااطلاعاتمحکموجوددرادبیاتفنمقایسهشده­اندوتوافقخوبیباآنهامشاهده می­شود.

کلیدواژه‌ها


 
[1] Volpe, G., "Performance of Compressible Flow Codes at Low Mach Numbers", AIAA. Journal, Vol. 31, No. 1, pp. 49-56, (1993).
 
[2] Drikakis, D., Govatsos, P.A., and Papatonis, D.E., "A Characteristic-based Method for Incompressible Flows", International Journal of Numerical Methods in Fluids, Vol. 19, No. 8, pp. 667-685, (1994).
 
[3] Shapiro, E., and Drikakis, D., "Artificial Compressibility, Characteristics-based Schemes for Variable Density, Incompressible, Multi-species Flows, Part 1, Derivation of Different Formulations and Constant Density Limit", Journal of Computational Physics, Vol. 210, No. 2, pp. 584-607, (2005).
 
[4] Shapiro, E., and Drikakis, D., "Non-conservative and Conservative Formulations of Characteristics Numerical Reconstructions for Incompressible Flows", International Journal for Numerical Methods in Engineering, Vol. 66, No. 9, pp. 1466-1482, (2006).
 
[5] Mallinger, F., and Drikakis, D., "Instability in Three Dimensional, Unsteady Stenotic Flows", International Journal of Heat and Fluid Flow, Vol. 23, No.5, pp. 657-663, (2002).
 
[6] Drikakis, D., and Smolarkiewicz, P.K., "On Spurious Vertical Structures", Journal of Computational Physics, Vol. 172, No. 1, pp. 309-325, (2001).
 
[7] Neofytou, P., "Revision of the Characteristic-based Scheme for Incompressible Flows", Journal of Computational Physics, Vol. 222, No. 2, pp. 475-484, (2007).
 
[8] Zhao, Y., and Zhang, B., "A High-order Characteristics Upwind FV Method for Incompressible Flow and Heat Transfer Simulation on Unstructured Grids", Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Vol. 190, No. 5-7, pp. 733-756, (2000).
 
[9] Roe, P.L., "Approximate Riemann Solver, Parameter Vectors and Difference Schemes", Journal of Computational Physics, Vol. 135, No. 2, pp. 250-258, (1997).
 
[10] Kwak, D., Kiris, C., and Kim, C.S., "Computational Challenges of Viscous Incompressible Flows", Computers and Fluids, Vol. 34, No. 3, pp. 283-299, (2004).
 
[11] Jameson, A., "Analysis and Design of Numerical Schemes for Gas Dynamics 1 Artificial Diffusion, Upwind Biasing, Limiters and their Effect on Accuracy and Multi-grid Convergence", International Journal of Computational Fluid Dynamics, Vol. 4, pp. 171-218, (1995).
 
[12] Kuehn, T.H. and Goldshtein, R.J., "Numerical Solution to the Naveir-Stokes Equations for Laminar Natural Convection about a Horizontal Isothermal Circular Cylinder", International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 23, pp. 971-979, (1980).
 
[13] Morgan, V.T., "The Overall Convective Heat Transfer from Smooth Circular Cylinders", Academic Press, Inc., New York, (1975).
 
[14] Saitoh, T., Sajik, T., and Maruhara, K., "Bench Mark Solutions to Natural Convection Heat Transfer Problems around a Horizontal Circular Cylinder", International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 36, No. 5, pp. 1251-1259, (1993).
 
[15] Wang, P., Kahawita, M., and Naguyen, T., "Numerical Computational of the Natural Convection Flow about a Horizontal Cylinder using Splines", Numerical Heat Transfer, Vol. 17, pp. 191-215, (1990).