مدل سازی تورم در شبیه سازی های آئرودینامیک برای پیش بینی رفتارهای پیچیده جریان به درستی ضروری است. رویکردهای مختلف بسته به الزامات خاص شبیه سازی، منابع محاسباتی و دقت مورد نظر استفاده می شود.این مقاله روش های عملی برای مدل سازی تلاطم در آئرودینامیک را بررسی می کند.

مدل های Reynolds-Averaged Navier- ⁇

مدل های RANS در میان مدل های آشفتگی رایج در شبیه سازی های آئرودینامیکی هستند که به طور متوسط معادلات Navier- ⁇ را برای ساده کردن جریان آشفته به معادلات قابل کنترل در نظر می گیرند.این رویکرد کارایی محاسباتی را با دقت معقول برای بسیاری از برنامه ها متعادل می کند.

مدل های RANS محبوب شامل مدل های k-ε و k- ⁇ هستند که برای طیف گسترده ای از شرایط جریان مناسب هستند، آنها به ویژه برای شبیه سازی های حالت ثابت و زمانی که ساختارهای آشفتگی دقیق مورد نیاز نیست، موثر هستند.

شبیه سازی بزرگ اددی (LES)

مدل های LES به طور مستقیم ساختارهای آشفته بزرگتر را در حالی که مدل سازی مقیاس های کوچکتر را حل می کنند، این رویکرد اطلاعات دقیق تر جریان را در مقایسه با RANS فراهم می کند، و آن را برای جریان با ساختارهای مهم و غیر قابل اعتماد یا پیچیده مناسب می کند.

LES نیاز به منابع محاسباتی بالاتر دارد اما دقت بهبود یافته برای پدیده های گذرا را ارائه می دهد.این اغلب در مطالعات تحقیقاتی و دقیق آئرودینامیکی که در آن ثبت اثرات غیر قابل تغییر حیاتی است، مورد استفاده قرار می گیرد.

مدل های هیبریدی

مدل های مختلف تلاطم ترکیبی از تکنیک های RANS و LES برای بهینه سازی دقت و بهره وری محاسباتی است.آنها معمولا از RANS در مناطق با آشفتگی کمتر و LES در مناطق با ویژگی های جریان پیچیده استفاده می کنند.

نمونه ها شامل شبیه سازی Detached Eddy (DES) و شبیه سازی مقیاس-Adaptive (SAS) هستند که این مدل ها در جریان های شبیه سازی در اطراف هواپیما و دیگر ارگان های آئرودینامیک که در آن رژیم های جریان مختلف وجود دارند، موثر هستند.

بررسی های عملی

انتخاب مدل مناسب تلاطم بستگی به برنامه خاص، منابع محاسباتی موجود و دقت مورد نیاز دارد. مدل های RANS برای کارهای طراحی روزمره مناسب هستند، در حالی که مدل های LES و هیبریدی برای تجزیه و تحلیل دقیق ترجیح می دهند.

  • پیچیدگی جریان
  • ارزیابی ظرفیت محاسباتی
  • تعیین الزامات دقت
  • محدودیت های زمان شبیه سازی را در نظر بگیرید