ارزيابي مدل توربولانسي DES و DDES در جريان باد بر روي ساختمان و مقايسه آن با روش‌هاي توربولانسي متداول

Evaluating DES and DDES models for wind flow over building and comparing with traditional turbulence models

جريان آشفته باد بر روي ساختمان به دليل دارا بودن پيچيدگي‌هاي فيزيكي از جمله وجود گوشه هاي تيز، اثر زمين و وجود گردابه هاي مختلف، يكي از بهترين گزينه ها براي ارزيابي روش‌هاي توربولانسي مي باشد. روش DES و DDES از روش‌هاي نسبتاً جديد تركيبي RANS-LES براي شبيه سازي جريان آشفته مي باشند كه به دليل ذات تركيبي آن در نزديكي مرز از روش RANS و در نواحي دورتر از آن از روش LES استفاده مي كنند و متعاقباً زمان اجراي شبيه سازي در آنها نسبت به روش‌هاي رايج LES كمتر مي باشد. در اين مقاله براي ارزيابي روش‌هاي DES و DDES، جريان آشفته تراكم‌ناپذير باد بر روي ساختمان در رينولدز 22000 بصورت سه بعدي و با استفاده از پردازش موازي شبيه سازي شده است و براي صحت‌سنجي از نتايج تجربي ساير محققان استفاده شده است. همچنين اين روش با روش‌هاي متداول توربولانسي ?k- و اسماگورينسكي نيز مقايسه شده است تا كارايي آن نسبت به ساير روش‌هاي توربولانسي آشكار شود. نتايج حاكي از آن است كه روش DES با شبكه ريز در عين كاهش 26% زمان محاسبات نسبت به مدل اسماگورينسكي، از دقت خوبي به‌منظور شبيه سازي جريان آشفته غيرقابل تراكم باد بر روي ساختمان برخوردار است.

Turbulent wind flow over buildings occurs due to the complexity like sharp corners, ground effect and different vortexes is one of the best choices to evaluate turbulence methods. DES and DDES are hybrid RANS-LES models for simulating turbulent flow which for their characteristic treat near wall as RANS and farther the wall act as LES model. Consequently computational time will decrease compared to traditional LES models. In this article to evaluate DES and DDES models, turbulent incompressible wind flow in Re = 22000 over 3D building is simulated using parallel processing facilities. For verification purpose other investigators experiment results are used. Also the mentioned models are compared with classic RANS and LES models, like k-? and LES-Smagorinsky to depict their performance. Our results illustrate DES model with fine grid has good precision for simulating turbulent incompressible wind flow over building and decline of 26 percentage of computational time compared to LES-Smagorin sky model.