بررسي و تصحيح مدل آشفتگي اسپالارت- آلمارس و اعمال آن در جريان حول ايرفويل NACA0012

Investigation and Modification of Spalart-allmaras Turbulence Model and Its Application to Flow Over a NACA 0012 Airfoil

در اين مقاله معادلات كامل ناوير- استوكس دو بعدي در جريان خارجي آشفته به‌طور عددي مدل ‌سازي شده است، بدين منظور، جهت محاسبه شارهاي غير لزج از روش بالادستيAusm+up و براي مدل‌ سازي جريان آشفته از مدل تك معادله‌اي اسپالارت- آلماراس استفاده شده است. مدل اسپالارت- آلماراس به كارگرفته ‌شده، نسخه اصلاح‌شده اين مدل آشفتگي است كه از توليد لزجت ديناميكي منفي جلوگيري مي‌كند. اين مسيله كمتر در مقالات مورد توجه قرار گرفته است. اصلاحيه مطرح‌شده به كمك تصحيح ترم هاي پخش و چشمه در تك معادله‌ مدلِ آشفتگي انجام ‌شده است. جهت اعتبار سنجي دقت و پايداري مدل آشفتگي و روش محاسبه شار ها جريان كاملاً آشفته با رينولدز در ماخ 799/0 در زاويه حمله 26/2 درجه و همچنين جريان با رينولدز و زواياي حمله (صفر و ده) درجه در اطراف ايرفويل NACA0012 بررسي ‌شده است. نتايج حاصل از اين پژوهش نشان مي دهد، فريم محاسباتي طراحي شده تطبيق مناسبي با داده هاي آزمايشگاهي دارد و به علاوه تعداد تكرار لازم براي همگرايي كاهش يافته است.

In this paper, the full two-dimensional Navier–Stokes equations in the external turbulent flow were numerically modeled. Thus, in order to calculate the fluxes, the Ausm+up method was utilized and for modeling turbulent flows, the single-equation Spalart-Allmaras model was used. The employed Spalart-Allmaras model is a modification of this turbulence model, which prevents the formation of negative dynamic viscosity, a point that has gone generally unnoticed. The suggested modification was conducted on the distributing and the source terms in the single equation of turbulence model. For validation and assessment of accuracy and stability of the turbulence model and the calculation method of fluxes, the totally turbulent flow with Reynolds number of 9?106 and Mach number of 0.799 and angle of attack 2.26 and also flow with Reynolds numbers of 6?106 and and Mach number of 0.15 and angles of attack zero,10 around NACA 0012 airfoil are investigate. The results of this study show that computational framework designed have a good agreement with experimental data .furthermore the number of iterations required for convergence is reduced.