وبلاگ

هنگامیکه جریان با شبکه موازی است (مانند جریان آرام در یک کانال مستطیلی با شبکه­بندی چهار وجهی یا شش وجهی) روش گسسته­سازی مرتبه اول ممکن است قابل قبول باشد. هنگامیکه جریان با شبکه­بندی موازی نیست (مانند زمانیکه جریان بطور مایل از خطوط شبکه بندی عبور می­ کند) روش گسسته­سازی مرتبه اول عبارات جا به ­جایی خطاهای گسسته­سازی عددی را افزایش می­دهد. برای شبکه ­های مثلثی و هرمی، که جریان هیچگاه با شبکه­بندی موازی نیست، عموماً نتایج دقیق­تری با بهره گرفتن از گسسته سازی مرتبه دوم به دست می ­آید.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

برای شبکه ­های چهاروجهی (۲D)، شش وجهی (۳D)، نتایج بهتری با بهره گرفتن از گسسته سازی مرتبه دوم، بخصوص برای جریانهای پیچیده، به دست می ­آید.
در نهایت اگرچه روش گسسته سازی مرتبه اول عموماً همگرایی بهتری را نسبت به روش مرتبه دوم نتیجه می­دهد، ولی معمولاً جوابهای با دقت کمتری را بدست می ­آورد، بخصوص برای شبکه بندی­های مثلثی/هرمی.
برای یک جریان ساده که با شبکه­بندی موازی است (مانند جریان آرام در یک کانال مستطیلی با یک شبکه­بندی چهار وجهی یا شش وجهی) نفوذ عددی بطور طبیعی کم خواهد بود، لذا می­توان عموماً روش مرتبه اول را بجای روش مرتبه دوم بدون از دست دادن زیاد دقت بکار برد.
بطور خلاصه، اگر مشکلات رسیدن به همگرایی با بهره گرفتن از روش گسسته­سازی مرتبه دوم بوجود آمد، باید از روش گسسته­سازی مرتبه اول بجای مرتبه دوم استفاده نمود.
۳-۱۴-۲ روش های توان- پیرو و QUICK
روش گسسته­سازی QUICK ممکن است برای جریان­های پیچشی و چرخشی حل شده در شبکه­بندی چهار وجهی یا شش وجهی نسبت به روش مرتبه دوم دقت بهتری را نتیجه دهد. به هر حال روش مرتبه دوم کافی بوده و روش QUICK بهبود چشمگیری را در دقت به دست نمی­دهد.
روش توان- پیرو هم در دسترس می­باشد ولی بطور کلی دقتی بیش از روش مرتبه اول را نتیجه نمی­دهد.
۳-۱۴-۳ انتخاب روش درونیابی فشار
همانطور که در بخش (۴-۵-۱) بیان شد، هنگامیکه از حل­کننده تفکیکی استفاده می­ شود تعدادی از روش­های درونیابی فشار در FLUENT در دسترس می­باشند. برای اکثر موارد روش استاندارد قابل قبول است، ولی برای برخی از انواع مدلها ممکن است دیگر روشها مفیدتر باشند:
برای مسائل شامل نیروهای حجمی بزرگ، روش وزنی براساس نیروی جسمی پیشنهاد می­گردد.
برای جریان­های با چرخش بالا، جا به ­جایی طبیعی با عدد رایلی بالا، جریان­های چرخشی با سرعت زیاد، جریان­های شامل محیط­های متخلخل، جریان­های در مسیرهای بسیار خمیده، از روش PRESTO استفاده شود.
PRESTO تنها با شبکه بندی های چهار وجهی و شش وجهی می تواند استفاده گردد.
برای جریان­های قابل­تراکم روش مرتبه دوم پیشنهاد می­گردد.
از روش مرتبه دوم برای دقت بهبود یافته هنگامی که روش های دیگر قابل اجرا نیستند استفاده گردد (مانند جریان اطراف یک مرز منحنی با شبکه­بندی غیر از چهار وجهی،۲D، یا شش وجهی،۳D )
۳-۱۵ انتخاب روش پیوند فشار- سرعت
برای حل­کننده تفکیکی، سه روش پیوند فشار- سرعت در FLUENT موجود می­باشد: SIMPLE، SIMPLEC و PISO . در محاسبات حالت دائم معمولاً از SIMPLE یا SIMPLEC استفاده می­ کنند در حالیکه PISO برای محاسبات حالت گذرا پیشنهاد می­گردد. همچنین PISO ممکن است برای محاسبات حالت دائم و حالت گذرا در شبکه­بندی­های با پیچش و انحراف زیاد مفید باشد.
پیوند فشار- سرعت تنها مربوط به حل­کننده تفکیکی می­باشد و برای حل کننده­ های پیوسته نیاز به تعیین آن نمی ­باشد.
۳-۱۵-۱ SIMPLE و SIMPLEC
SIMPLE الگوریتم پیش فرض می­باشد ولی برای بسیاری از مسائل استفاده از SIMPLEC مفیدتر خواهد بود، بخصوص به علت مقادیر افزایش یافته مادون رهایی که می­توان، همانطور که در ادامه توضیح داده خواهد شد، بکار برد.
برای مسائل غیر پیچیده (جریان­های آرام بدون هیچ مدل اضافی فعال دیگری) که در آن همگرایی وابسته به پیوند فشار- سرعت است، اغلب می­توان با بهره گرفتن از SIMPLEC بسیار سریعتر به همگرایی رسید. با بهره گرفتن از SIMPLEC فاکتور مادون رهایی تصحیح فشار عموماً یک قرار داده می­ شود که باعث سرعت گرفتن همگرایی می­گردد. به هر حال در برخی مسائل برابر یک قرار دادن فاکتور مادون رهایی تصحیح فشار می ­تواند باعث ناپایداری گردد. در این موارد احتیاج است که از فاکتور مادون رهایی پایدارتری یا از الگوریتم SIMPLE استفاده نمود.
برای مسائل پیچیده شامل آشفتگی ویا مدلهای فیزیکی فعال دیگر، SIMPLEC همگرایی را اگر تنها وابسته به پیوند فشار- سرعت باشد بهبود خواهد بخشید. اگر پارامتر دیگری بر همگرایی موثر باشد الگوریتم­های SIMPLEC و SIMPLE سرعت همگرایی یکسانی خواهند داشت.
۳-۱۵-۲ PISO
الگوریتم PISO (بخش۳-۱۳-۳-۳) با تصحیح همسایگی قویاً برای همه محاسبات جریانهای ناپایدار توصیه می­گردد. این الگوریتم اجازه استفاده از بازه­های زمانی بزرگتر را همانند فاکتورهای مادون رهایی برابر یک، برای ممنتوم و فشار می­دهد.
برای مسائل حالت دائم الگوریتم PISO با تصحیح همسایگی فایده چندانی نسبت به الگوریتم SIMPLE یا SIMPLEC با مقادیر بهینه مادون رهایی نخواهد داشت.
الگوریتم PISO با تصحیح اریبی برای هر دو محاسبات حالت دائم و گذرا در شبکه­بندی­های با مقدار زیاد انحراف و تغییر شکل پیشنهاد می­گردد.
هنگامیکه از الگوریتم PISO با تصحیح همسایگی استفاده می­ شود ضرایب مادون رهایی برابر یک یا نزدیک یک برای همه معادلات پیشنهاد می­گردد.
اگر از هر دو روش PISO استفاده می­ شود از پیشنهاد مقادیر مادون رهایی پیشنهاد شده برای الگوریتم PISO با تصحیح همسایگی استفاده شود.
۳-۱۷ مدلسازیهای وابسته به زمان
FLUENT می ­تواند معادلات بقای جرم، ممنتوم، انرژی، گونه­ های شیمیای و دیگر اسکالرها را در شکلی وابسته به زمان حل کند.
۳-۱۷-۱ گسسته سازی وابسته به زمان
در FLUENT معادلات وابسته به زمان باید هم در زمان و هم در مکان گسسته شوند. گسسته­سازی وابسته به مکان برای معادلات وابسته به زمان مانند حالت مربوط به حالت پایدار است.
گسسته سازی وابسته به زمان شامل انتگرال گیری از هر عبارت در معادلات دیفرانسیل بر روی یک بازه زمانی  می­ شود.
یک بیان عمومی برای تغییر نسبت به زمان برای یک متغیر  به صورت زیر می­باشد:

تابع F شامل تمام گسسته­سازی­های مکانی می­باشد. اگر مشتقات زمان با بهره گرفتن از اختلاف پسرو گسسته شوند، گسسته­سازی با دقت مرتبه اول نسبت به زمان بیان می­ شود:

و گسسته­سازی با مرتبه دوم به صورت زیر بیان می­ شود: