مطالعه عددي عوامل موثر بر جريان نيوتني در كانال با انبساط تدريجي

Numerical investigation of effective parameters on Newtonian flow in gradual expansion

هدف مطالعه حاضر بررسي مشخصات گردابه هاي ايجاد شده در مجاور ديواره هاي كانال واگراي تدريجي در حالت دو بعدي و با نسبت انبساط 1:3 مي باشد. در اين تحقيق، جريان آرام سيال نيوتني در داخل كانال، براي چهار زاويه 30، 45، 60 و 90 درجه مورد بررسي قرار گرفته است. گسسته سازي معادلات حاكم با استفاده از روش حجم محدود صورت گرفته و براي كوپل متغير هاي سرعت و فشار از الگوريتم پيزو بر روي شبكه جابجا شده استفاده شده است. در تمام تحقيقات پيشين فقط طول گردابه ها براي حالت انبساط ناگهاني (زاويه 90 درجه) مورد بررسي قرار گرفته است. از نوآوري تحقيق حاضر اين است كه براي هر گردابه مشخصات طول، بيشترين ارتفاع و طول بيشترين ارتفاع، نقطه شروع و خاتمه گردابه از ابتداي بخش انبساطي به ازاي زواياي 30، 45 و 60 درجه در محدوده اعداد رينولدز مورد بررسي قرار گرفته و نتايج به صورت منظم و طبقه بندي شده در جداول گزارش شده است. همچنين در هر زاويه خطوط جريان و كانتورهاي سرعت در محدوده اعداد رينولدز مختلف مورد بررسي قرار گرفته و ترسيم شده است.

The main object of current study is investigation parameters of vortices in two dimensional and with expansion ratio 1:3 that created in the adjacent walls of gradual expansion canal. In this research, laminar Newtonian fluid flow interior of canal investigated in various angles that they are 30, 45, 60 and 90 degree. Discretization of governing equations is performed with using finite volume method and coupling velocity with the pressure, obtained based on PISO algorithm on a staggered mesh. All of the previous research investigated length of vortices for sudden expansion (angle with 90 degree). Innovation of current study that are obtained characteristic of length, maximum height and length of maximum height, start point and end point of vortices from primary of expansion section for angles 30, 45 and 60 degree based on confined Reynolds number ( ). Result of investigation in various angles and Reynolds number reported as a tales respectively. Also streamline and velocity contours for various Reynolds number investigated and plotted.