شبيه‌سازي عددي جدايش جريان در يك نازل سهموي بهينه تراست

جريان گازها در نازل‌هاي سهموي بهينه‌تراست در شرايط فرامنبسط از فيزيك پيچيده‌تري نسبت به ساير نازل‌ها برخوردار است. تخمين صحيح عملكرد اين نازل‌ها تا حدود زيادي به تخمين دقيق محل جدايش جريان وابسته است. مدل‌هاي آشفتگي معادلات ناوير-استوكس متوسط‌گيري شده رينولدز متداول به خاطر تخمين بالادستي توليد انرژي جنبشي آشفتگي در پيش‌بيني محل جدايش جريان در اين نوع نازل‌ها با خطاي قابل توجهي مواجه‌اند. اخيراً حالت عمومي‌شده مدل آشفتگي انرژي جنبشي آشفتگي- نرخ اتلاف مخصوص كه توسط منتر ارائه شده با بكارگيري پارامترهاي قابل تنظيم، امكان تصحيح شبيه‌سازي عددي را بر اساس فيزيك حاكم و بكارگيري نتايج محدود تجربي فراهم كرده است. در تحقيق حاضر، به شبيه‌سازي عددي فيزيك جريان در نازل سهموي بهينه تراست با مدل آشفتگي عمومي شده انرژي جنبشي آشفتگي- نرخ اتلاف مخصوص پرداخته شده است. ابتدا خطاي فاحش مدل‌هاي آشفتگي متداول براي شبيه‌سازي جدايش جريان در اين نوع نازل در شرايط فرامنبسط نشان داده شده است. سپس، پارامترهاي حاكم بر اين مدل عمومي شده با بكارگيري نمونه‌اي از نتايج تجربي نازل سهموي بهينه‌تراست، اصلاح شده و قابليت اين مدل براي تخمين فيزيك جريان در اين نازل در شرايط مختلف مورد ارزيابي قرار گرفته است. بررسي‌هاي عددي نشان مي‌دهد كه مدل آشفتگي اصلاح شده براي تخمين دقيق فيزيك جريان و محل جدايش جريان از قابليت بالايي برخوردار است، به‌طوري‌كه بكارگيري مدل اصلاح شده همراه با ضرايب جديد باعث بهبود حدود 30 درصدي در تخمين محل جدايش نسبت به مدل مبناي انرژي جنبشي آشفتگي- نرخ اتلاف مخصوص، شده است.