دانلود مقالات ISI درباره شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ + ترجمه فارسی

شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ (Large Eddy Simulation) که به طور اختصار LES نامیده میشود یک روش شبیه‌ سازی در دینامیک سیالات محاسباتی است. در این روش معادلات ناویه-استوکس برای مقیاس‌های بزرگ که حاوی انرژی هستند حل می‌شوند و اثر مقیاس‌های کوچک بر مقیاس‌های بزرگ مدل‌سازی می‌شود. از نظر هزینه این روش بین روش شبیه سازی عددی مستقیم و شبیه سازی به روش میانگین گیری رینولدز معادلات ناویر- استوکس قرار دارد. از آن جایی که در این روش مقیاس های بزرگ جریان که به طور مستقیم حل می شوند این روش بسیار دقیق تر از روش شبیه سازی به روش میانگین گیری رینولدز معادلات ناویر- استوکس است. شبیه‌سازی LES جریان آشفته شامل سه مرحله اساسی است که عبارتند از: ۱- فیلترینگ معادلات ناویر-استوکس برای حذف مقیاس‌ های کوچک. معادلات به دست آمده که نشان‌ دهنده تکامل مکانی - زمانی گردابه‌ های بزرگ هستند شامل تنسور تنش مقیاسهای زیرشبکه‌ ای یا همان گردابه‌ های کوچک هستند که بر گردابه‌ های بزرگ تأثیر می‌گذارند. تنسور تنشهای SGS بستگی به چگونگی تعریف اپراتور فیلترینگ دارد. ۲- جایگزین کردن تنسور تنشهای SGS با یک مدل شناخته شده. ۳- حل عددی مدل نهایی (معادلات شناخته شده ) برای مسئله مورد نظر در شبکه‌ای که اندازه مشهای آن به قدر کافی کوچک است تا بتوان کوچکترین گردابه‌ های بزرگ را حل نمود. در ادامه، دو موضوع فیلترینگ و مدلسازی تنشهای SGS بررسی خواهند شد. شبیه سازی گردابه های بزرگ(LES)، تکنیکی درحال گسترش است که می‌توان از آن برای پیش‌بینی درست جریان های آشفته استفاده کرد. این تکنیک شبیه‌سازی عددی، انر‍ژی ساختارهای ورتیکال بزرگ را در جریان آشفته، به وسیله حل معادلات ناویر استوکس فیلتر شده بدست می آورد. و ساختارهای آشفته کوچک را حل نمی‌کند. این روش زمان شبیه سازی را بصورت قابل ملاحظه ای نسبت به شبیه سازی تمام ادی‌های آشفتگی که در بیشتر حالت ها غیرممکن است کاهش می دهد. تاثیر متوسط ادی‌های کوچک بر روی جریان آشفته با مدل زیر شبکه مشخص می شود. از دید تئوری به خوبی می‌دانیم که ادیهای آشفتگی کوچک نقشی یونیورسال در جریان های با عدد رینولدز بالا دارند. بنابراین انتظار می رود که این ادی ها توسط یک مدل زیرشبکه ای عمومی و قوی مدل شوند. بطور کلی LES پیش‌بینی های درستی از جریان آشفته ارائه می‌دهد. با وجود این در عمل، مدل‌سازی زیرشبکه ای دقیق نیست و یک خطای قابل ملاحظه به وجود می آورد. در روش شبیه سازی گردابه های بزرگ برخلاف روش شبیه سازی مستقیم عددی همه گردابه های میدان جریان حل نمی شود. در واقع این روش بر اساس تقسیم بندی میدان جریان به دو قسمت مقیاس های حل شده و مقیاس های زیرشبکه می باشد. مقیاس های بزرگ مستقیما توسط معادلات ناویراستوکس حل می شوند، در صورتیکه اثرات مقیاس های کوچک و تقابل آنها با مقیاس های حل شده به صورت مدل وارد معادلات می گردد.