مدل‌سازي عددي جريان اطراف پايه‌هاي استوانه‌اي با استفاده از گام زماني يك و دوگانه و روش‌هاي RANS و LES

Numerical Modeling of Flow around Cylindrical Piers Using Single and Dual Time-Stepping and Methods of RANS and LES

در اين مقاله جزييات يك مدل عددي تهيه شده و نتايج مدل‌سازي جريان اطراف پايه هاي استوانه اي شكل ارايه مي شود. معادلات حاكم بر جريان، معادلات ناوير- استوكس سه بعدي و معادله بقاي جرم مي باشد. گسسته‌سازي معادلات جريان با استفاده از روش حجم محدود با شبكه هاي متعامد انجام شده است. مدل‌سازي آشفتگي بر اساس دو روش متفاوت انجام شده است كه عبارتند از مدل متوسط‌گيري شده زماني ناوير- استوكسِ رينولدز RANS و مدل متوسط‌گيري شده در مكان يا شبيه سازي گردابه بزرگ LES. روش اصلي حل معادلات در اين تحقيق روش تراكم‌پذيري مصنوعي با دو شيوه گام زماني يگانه و دوگانه مي باشد. گسسته‌سازي زماني با توجه به نوع انتخاب روش گام زماني به دو صورت ضمني و صريح صورت گرفته است. نتايج مدل‌سازي حاضر با نتايج آزمايشگاهي جريان اطراف پايه هاي استوانه اي مقايسه شده است كه نشان دهنده تاثير نوع مدل‌سازي آشفتگي و شيوه گام زماني انتخابي بر نتايج مدل‌سازي است.

In this study, details of a developed numerical model and results of modeling of the flow around cylindrical piers are presented. The governing equations are Navier-Stokes and continuity equations. Discretization of the equations is carried out by finite volume method. Modeling of turbulent flow is done by two different methods namely RANS and LES. The method of solution of equations is the artificial compressibility method with two different single and dual time-stepping methods. Considering the adopted time-stepping method, the implicit or explicit time discretizations are adopted in simulations. Results of the present numerical modeling are compared with experimental data of flow around cylindrical piers. Results of this study show the influence of the method of solution, time-stepping method and turbulence modeling methods on the results of flow around cylindrical piers.