ICHMT2014-HN10102140092 LES DES تفایٞز طغٛت َدٔ ٗیتزٛت ٜسپ ...conf.semnan.ac.ir/uploads/conf/ICHMT2014/ICHMT2014/HN... · 2014-11-16 · ichmt2014،1393 ٖاتآ29-28

ICHMT2014 ايسا،ي اتما حسازت جس ايؽ دی

1393 آتا 29 تا 28 ،ايسا غا، ،غاؿا ، داداؿىد دغي ىایه

1

ICHMT2014-HN10102140092

DES LESتغط زیافت د یپس تزت ييج یث ایيال وازیخه تحی ػددی

4، یا تي3حد جديدی، 2غید جید غی، 1فسشاد تاشديدی تساي

[email protected]، اغتاد، داؿىد دغي ىایه، داؿا ػ قؼت ايسا، تسا1 [email protected] ،ی وازؾاغي ازؾد دغي ىایه، داؿا ػ قؼت ايسا، تساداؿج2

[email protected]تسا، ، دوتسی دغي ىایه، داؿا ػ قؼت ايسا3 [email protected]اؿا ػ قؼت ايسا، تسا، وازؾاغي ازؾد دغي ىایه، د4

چىید

ایيا ال یآؾفت خه وااز ايحاضس جس یدز ما یتاس ز یثا

آؾفت ايجس غاشید تغط د سؼ دز د یپس تزت ييج

سدیا يزد طاؼ لساز غااشی یؾاث افات ی. دز اسؼ ا اش ز

دز اسؼ SST-kωاد یيا ( تس پاDES1جدا ؾد ) ایسدات

2تاصزي ) ایداتس غاشییؾث افتید اش زLES ي( اغاتفاد ا-

یت د DES افتیاش آ اغت و ز يتدغت آد حاو جي. تاسدد

ازيااد يىاايدز صد 3RANS افااتیآ اغااتفاد اش ز يثاایذات تسو

افات یز يتا خات ايا جس دای زا دز يغا ایتاػت پازاتس

LES یپازاتساا يا تیؽیؿا داد، ااا دز پا تغاط ت اػات

يىا يدز صد DES افتیز یاش خد ؿا دد. چ يػىسد خت

يجثؿا یوسد اسض يتیؽیوتس پ یغزاخ خه ود ت د

يغاسد اس، ماداز اباس ت ؿا ايا وااؽ اخات ج جس جیدز ت

ؿاا يتجستا جي تاا LES افتیزا ػثت ت ز یؿتسیت هیتاتايآد

دز اش غزاخ خه ییدز اح DES افتیز يداد اغت. ػ تس ا

یغااختازا دزغات يا تیؽیپا ػد یت د زغدت ظس ي ود

یوتاس هیاتاتيآد يػج، ابس ت ؿ LES افات یزا ػاثت تا ز

یتطاتك تتس LES افتیجع زؿا داد اغت. دز يتجست جيتا

یدزقد 48.5واؽ ت داؾت اغت، اا تا تج يؿايآشا جيتا تا

ي، ا LES افات یػثت ت ز DES افتیدز ز ثاتشا حاغ تاا

-ديپد يتیؽیوازآد دز پ يت ػا د افتیز يا اتظاز داؾت

.لساز یسداغتفاد ای زدالي یخه واز ی

ای ویدیاض

-ی(، ؾثDESجدا ؾد ) ایسدات غاشییؾث ،ایيال یخه واز

ػج ی(، غاختازاLESتصزي ) ایسدات غاشی

مد

ؽيافاصا اای اش زا يىياش، یتزت يىیايتسد ىیتا تج ت غ

يا ا ياغات. اش رسفا یتازت یزد یدا ؽيافصا ،يزادا حسازت

یتزت ایزغاد ت پس ةیتاػث آغ یتزت یزددا دز ؽيافصا

يياضاا یاش آ یتازت ایغاخت پس یظز، تسا يا ی. تساؾدي

دازاد، ااا تاا تجا تا ييتاال يو مات حسازت ؾدياغتفاد

ةیوتس آغ یتاال تسا يتا مات حسازت یدز غاخت اد تيحدد

1 Detached Eddy Simulation 2 Large Eddy Simulation 3 Reynolds Averaged Navier-Stokes

. خاه ؾدياغتفاد یخه واز هیاش تى یتزت ایپس ديد

تا یتازت اای پس یزؼ اغتادازد اغت و تسا هي ایيال یواز

وچه تس ایخه اش غزاخ یازؼ ي. دز اؾديواز سفت

یخاه ز یاش ا ياشو یي ال ؾدي كيپس تصز یازيد یز

تااال یتا داا یزد یتا اش پس دز تساتس اشا ؾدي یتؿى ازيد

.]1[ حافظت ود

ی ػادد يتجستا یح غزاخ خه ود وازا ايجس یش دز

خاه هیبس دز تى پازاتسای ااجا ؾد و دز آ ایػتسد

یلساز سفت اغت. اس چاد او اس وازاا يزد تسزغ ایيال یواز

یز یش يقزت سفت دز ا یا تا د قافح ت ات یدغا

ستثط تاا ایدياش پد يدزن خت آ تد اغت اا تاػت يغاد

ييپس، جاا ييج یاا دغ ث زا ازائ دد. یخه واز هیتى

تیاش ا افتدياتفاق يسفيسخ اتما حسازت دز و ا يو تاالتس

یث یز ایيال یخه واز ییدز ش ]2[ تسخزداز اغت ایطي

ياش آ ا قازت سفتا وا یازیتػا یپس وازا ييج تا تاا

(1998) 5ی هی ]3[ (1992) 4 ا يد يتجست یوازا

اباسات ػاثت داؽ ییزا دز ش ایو طاؼات لات تج ]4[

یخه واز يابست ؿ یز يػثت چا -دز اد ؾاث ایاغاتا

یث 6ا ،چای . واسد اؾااز ااد اداغاتا اجاا د ييجا

]6[( 1998 ىاازا ) 7اواد ،]5[ (1992ىازا ) 8 جاػا

ابااسات یاایزا دز ش ایيتجستاا ماااتیتحم ]7[( 1999ىااازا )

جات ایيا ال یدز ػىسد خه واز ياق یزد ايجس يآؾفت

. اداجا داد یپس تزت ييج یث غاشید

آؾافت اغات، یديا پد هي ایيال یخه واز ايو جس ييآجا اش

-ػثازت ؾديات اذ ايجس يا صیآا یو تسا يحاغثات ایزؼ

غااشی ی(، ؾثDNS) یػتم یػدد غاشیؾثی: اش اد اای سداتا

ؼاادالت ادش يز یسیتس اغاظ تغط غاشیی(، ؾثLESتصزي )

( DESجدا ؾاد ) ایسدات غاشیی( ؾثRANSاغتوع )-سيا

. دز تاؾاد ي RANS LES غاشییؾث يثیتسو ایاش زؼ يىيو

تدغات آزد یتاسا ييتاال یپتاػ DNS LES ا،زؼ يا ای

دز دت شا تادي RANS افتیز يدازد. اش رسف تسيالؼ جيتا

4 Mehendale and Han

5 Mick and Mayle

6 Ou

7 Ekkad

8 Johnston

ICHMT2014 ،1393آتا 28-29

2

ازائا داد اا يحا اغتفاد دز رسا یزا تسا يجاب لات لث يوتا

اش حاظ دلت اش حاظ شا حاغاث DES افتیاا ز .]1[

ي. ا تاؾدي RANS افتیاش ز ؿتسی ت LES افتیوتس اش ز تاا

افات یاش ز اد يدز آ يحاغاثات یاتصازا ؿسفتیتد و تا پ دازیا

DES افااتیز یتاا جااا RANS دز قااؼت يرساحاا یدز وازتسدااا

د.اغتفاد ؾ

RANS غااشی یقزت سفتا دز ؾاث یػدد ماتیتحم اش یدز ثا

يا یپاس تازت ييج 9یتا چساتسو تاا 10ساجای الوؿا

(2001، ا ىازا )]9[ (2001 ىازا ) 11ی، ]8[ (1999)

a2002) 13هی زني ]11[( 1999 ىازا ) 12، تاوز]10[

b2002 )]12،13[ یاایاجااا ؾااد دز ش یسد. اش وازااااؾاااز واا

ياد ا یپس تزت ييج یدز ث LES افتیز يتسزغ تا تاا

اؾاز وسد و ]14،15[ (a2008 b2008) 14ي تفت يزشات یوازا

یازیطاؼات تػ یتد اغت. چ یش اي دز ات ؼ یاش ا

يتساا یديا تغط تاشد یش يدز ا اجاا ]2[ (2014) ي تا

تسای اؾد اغت. آ تاا ایيا ال یخاه وااز ايا جس غااشی اد

(1998اواد ىاازا ) ياش ار ػات تجست LES افتیاغتفاد اش ز

دز. ااد د اغتفاد واسد یپس تزت ييج یث غاشید یتسا

ی تف دز زد یزد یسش طؾساي 4 اآ ما خاه یا

دز ايجس يافتيلساز سفت اغت ابسات تغؼ ي زد تسزغود

یآؾفت غااش ی چ يخه ود، ؾدت آؾفت ی یزد

یا ازد تح یتا اغتفاد اش زؼ زتىع تا تفكا ايجس یزد

تغاؼ ايو دز آ اش جس اییؾسج سش تيلساز سفت اغت. دز ا

افتي یدز زد دزقاد 7 ي ؾدت آؾافت خاه واد یا

اغاتفاد یزد ايجس یغاش آؾفت یاش زؼ زتىع تسا یچ

يتجست جيتطاتك تا تا يؾد اغت، تتس افات یزا داؾت اغات. اش ز

DES یؼادد یوازاا ایيا ال یخه واز ايجس یغاش یدز ؾث

(2003 ىاازا ) 15دیت واز تايقزت سفت و اش آ

اا ؼت یاؾاز وسد و اش ا یقفح ت ت پس تزت یتس ز ]16[

یش يدز ا ىاازا 16يتاوااؾا ،يا تاد اغات. ػا تاس ا ا

زا دز يطاؼات DES افتیتا اغتفاد اش ز صی ]1،17[ (2009،2012)

یث ی تس ز ایيال یخه واز ییش پاس ا تاس ييجا

ماات یتحم يا تدغت آاد اش ا جتاي. اداجا داد قفح ت ت یز

داؾت اغت. يؿايآشا جيتا تا يتطاتك خت

یغااش یؾاث یتاسا LES افتی ز DES افتیما حاضس، اش ز دز

یث یتس ز ایيال یآؾفت خه واز ايجس یپاس تازت ييجا

یوااز خاه ايدز جس DES افتیز ييوازا يد ت ظز تسزغ

اباس ةيما، ضاس يظز دز ا يا یاغتفاد ؾد اغت. تسا ایيال

9 Chernobrovkin 10 Lakshminarayana 11 Lin 12 Thakur 13 York and Leylek 14 Rozati and Tafti 15 Heidmann 16 Takahashi

يدز حات تغاط شاا هیاتاتيآد يت ؿ یغااختازا ،ای حظا

ياقا ايا جت خه واد جس ايجس یػج ابس تمات ت

يا ا يت ظز قحت غج یلساز سفت اغت. چ يزد تسزغ

لساز ػي( زد ما1998اواد ىازا ) ياؿيآشا جيتا تا جيتا

سفت اغت.

ؼادالت حاو

(DESجداؾد ) ایسدات یغاش یؾث

افات یز اای اش د يىي( DESجدا ؾد ) ایسدات یغاش یؾث

هيا زؼ صد يا وا دز ا ایت تاؾد،ي RANS-LES یدیپ

ییدز اش آ ت غا ي دز اح RANS افتیز ییت غ ازيد

ي. اؾدي یغاش یؾث LES افتیز حاضاس دز یىتا دز ػاا

و يتا تج ت ا یداد ؾد اغت. چ ؽيا يت خت 1ؾى

ياغاتفاد ؾاد خاد اااع تفا RANS ایاش د هياش ودا

ي( تىاز تسد ؾد دز اDESجدا ؾد ) یاسدات یغاش یدازد. ؾث

. تا تج تا اغاتفاد اش اد تاؾدي SST-kωد یيما تس پا

SST-kω ت ػا دRANSاش یاسش يا ال ياخا د یی، دز اح

يا دز خازج اش ال kεاش د یسش يال يسیت ي دز اح kωد

. ؾاد ياغاتفاد ا ايا جس غااشی یؾث یتسا LES افتیاش ز یسش

:ادازائ ؾد سيت شؼادالت حاو ت قز

(1)

( )

( )

[(

)

]

(2)

( )

( )

[(

)

]

( ت قزت k) يجثؿ یاسض یؼاد ی اضح تسا دیتس ت

]18،19[ :ؾديحاغث سيش

(3) ( )

(4)

تا RANSزیافات تا ػاا ياه ثاد اش ی تاالدز زاتط

]19[ آيد:ی شيس تدغت يطود اش زاتػ ي LESیافت ز

(5) {

}

-DES افتی)غثص( دز ز LES یی( احي)آت RANS یی: اح1ؾى

SST

ICHMT2014 ،1393آتا 28-29

3

تصزي ایسدات یغاش یؾث

ییتصزي ت غا ایسدات یغاش یؾث افتیؼادالت حاو دز ز

افات یز ي. دز ادآيياغتوع تدغت -سيوسد ؼادالت ا تسیف

یػاتم غااشی یؾاث یازد سح تسفی ػسل اش تستصزي اییاد

سیؾد تاب دياپد يحاغثات یوچه اش دا ایی اد سددي

تاس تاؽ هيا ؾثى ت قزت سيش اظیم اید وه ت اآ

ؾاد یسیا تسیؼاادالت ف .]19[ ؾاد ياس ا دز ؼاد ظا ياضاف

تا خاـ باتت ت سيتساو اپر ايجس یتسا یت اسض ،يغتیپ

:ادازائ ؾد سيقزت ش

(6)

(7) ( )

(8)

( )

(

)

ؾاثى سيا ش اظیا تاػز تؽ م ةیت تست دز ؼادالت تاال

(SGSؾاز حسازت )سيا ش عيماا د تاػاز تاؽ . ]2[ تاؾدي ي

يجثؿا یاسض يىیايطاؼ د د يؾثى ت واز تسد ؾد دز ا

ؾد اغت. ؿادیپ ]20[ (1997) 17ی ؼ یتاؾد و تغط و ي

یسش طي ؾسا يحاغثات یدا

ماا اش يا د زد اغاتفاد دز ا یتزت ييج یث یىستدیپ

یسفتا ؾاد اغات. اا ( 1998اواد ىازا ) يطاؼات تجست

ؿا داد ؾد اغت. 2دز ؾى يحاغثات یاش دا يىیؾات

]2[ یسش طي ؾسا يحاغثات ی: دا2ؾى

30 یيتا شا یاغتا ی هيجت خه ود اش دز ايجس

دزج ػثت ت 90 یي شا ايجس يضػس یدزج ػثت ت زاغتا

ؾد اغت. كيتصز يداؽ اق یاشا ايت جس ايجس ياق یزاغتا

، X یدز زاغتا ةیت تست 10D×5D×0.252D يحاغثات یاتؼاد دا

Y Z و دز آ تاؾدي .Dپس ایاغتا ييج ی، لطس ث

تؼد ؾد اغت يػثت ت آ ت یىستدیو اتؼاد پ تاؾد،ي یتزت

و آ زا تا كيتصز یلطس اغت. تسیغات 0.0762مداز آ تساتس

d 063/0تساتس تا دد،ي ؽياd/D= 1/3 ر آ تساتس تاl/d=

دزج ػثت ت خط غى 15 یدز فاق كي. غزاخ تصزتاؾدي

یسات ی، ؾسج سش1لساز دازد. تا تج ت ؾى ييج یث یز

17 Kim and Menon

تا تا ات اذ ؾد اغت هيديپس Z یػد تس زاغتا یقفحات واز

تس غزاخ یواز ایدز غزاخ ايؾسج، ابسات جس ياغتفاد اش ا

اش مداز Y یاػا ؾد. دز زاغتا يت دزغت یزد تح كيتصز

ؾسج ،ييی پا ييدز قفحات تاال ساياغتفاد ؾد اغت، ش 5Dازتفاع

یؾسج دا زا ت د دا يتسد ؾد اغت ا ازتماز ت و یسش

دی تائ يزد تسزغ يػا ي. اودي یتمػ Y یدز زاغتا ؿات

يلساز سفت اغت. دز خسج (b2008) ي تفت يزشات LESطاؼات

-ث یقفس اغتفاد ؾد اغت. چ ايساد یاش ؾسج سش ايجس

ؿ ف ؾد اغت. ػدد هیاتاتيآد یازيتا ؾسج د ييج ی

-ي 100900( تساتس Dطس اغتا )ل یيتس پا ياق ايجس دشيز

% فسل ؾد اغت )اواد ىازا 1تساتس ي ؾدت آؾفت تاؾد

آؾفت یاش زؼ زتىع تسا ايجسا یزد یتسا ی(. چ1998

جت خه ايجس یزد یاغتفاد ؾد اغت. تسا ايجس یغاش

% اغتفاد ؾد 7 ي ؾدت آؾفت افتيوا تغؼ ايجس شود ا

آؾفت یاش زؼ زتىع تسا صی یدز يا یتسا یغت. چا

( تىاز DR=ρ∞/ρj) ياغتفاد ؾد اغت. ػثت چا ايجس یغاش

M=(ρ∞ U∞)/(ρj Uj) ػثت دؽ 1طاؼ تساتس يتسد ؾد دز ا

.تاؾدي 8/0تىاز تسد ؾد تساتس

یزؼ ػدد

DESحا ی تساػا يؾثى ت واز زفت دز ا ایتؼداد غ

تدغت آد ػاتم اش ایآ و جاب ی، تساLESح ی تسا

زؼ. ادؾد ازیغ اخت 000/400/2تؼداد ؽ ؾد، تساتس حا

حا یتاؾاد تاسا يزؼ حج حادد ا یػا تس ثا اي دز

غاسػت فؿااز دز ؼا یوپ یدا تياغاتوع اش ااز سياا

SIMPLE ازيا د يىا يدز صد يحاغثات یاد ؾد اغت. ؾثىاغتف

ازيا د هيغ صد یدز ا +y و ایؾد اغت ت صيز ازیتػ

اا DESحا یتاسا 3×10-5 ي. ا شاا تاؾدي 1 اش تسوچه

اغت وا ػادد وزاات ت واز تسد ؾد LES ح یتسا 10-6 يشا

(CFL وچىتس اش )ستث 10ػا ي. دز ح ادويزا فسا 0.5

یتسا ايو دا دز حات ؾث پا تغاط ،یا تدغت آد ماداز ا

10تا ادت صیجازب ؾد اغت پع اش آ ياق ايغسػت جس

یآااز اای داد يتدغت آد تغط شا یستث و دا تسا

ش ا يياا 3ؾد، جازب ؾاد اغات. دز ؾاى یسیتغط اياپا

یؾثى تاد یثا داد ؾاد اغات. ؽياا یپاس تازت ييجا

تا راز خ قا آزد یزؼ ػادد اتیجصئ 1دز جد یچ

ؾد اغت. حاضس یت واز تسد ؾد دز طاؼ ی: زؼ ػدد1جد

LES زیافت DES زیافت

وپی

غسػت فؿازSIMPLE algorithm SIMPLE algorithm

غاشی ػػت

شايSecond order

implicit scheme

Second order

implicit scheme

ICHMT2014 ،1393آتا 28-29

4

غاشی ػػت

ىايBounded central

differencing scheme

Bounded central

differencing scheme

اداش ا

شاي5-10×3 6-10

شا

تسدازی بای 4/0 بای 4/0

یپس تزت ييج یث یاش ؾثى تد ييج يي: ا3ؾى

جيتا

ياتيلػت ت ظز ازش يدز ا يا تیؽیدز پا DES افات یدلات ز

یث یتس ز ایيال یآؾفت خه واز ايجس یپاس تازت ييجا

يازد ما LES افات ید، تا ز لاساز سفتا اغات. ي تسزغا ػا

اوااد يتجست جيحاق تا تا جيتا يت ظز قحت غج یچ

ياباس ت ؿا يتغاط شاا 4 ىؾد اغت. دز ؾ ػيىازا ما

یایا ايجس يػسض یو دز زاغتا ایيال یخه واز هیاتاتيآد

ؾد اغت ؿا داد ؾد اغت. یسی

ايجس يػسض یؾد دز زاغتا یسیتغط هیاتاتيآد ي: ابس ت ؿ4ؾى

د یپس تزت ييج یث یز

ػثت یپس تزت ييث ج یسيوا دا یز ي( شاβ) يحز افم

تاا DESد يتیؽیؾى پ ي. دز ادديزا ؿا سيت سوص دا

ازد ( 1998اوااد ىاازا ) يتجست جي تا LESد يتیؽیپ

ؿا ف اغات دز 4 ؾى دز و رز اغت. الساز سفت ػيما

دزجا، 30تاا 20 یتا یايغزاخ خه ود دز شا هيصد یاح

LESاد زا ػاثت تا یؿاتس یت هیاتاتيآد يابس ت ؿ DESد

دزجا 30اش ؽیتا یايشا یوسد اغت. تسا يتیؽیپ يتجست جيتا

LESاد زا ػاثت تا یوتاس هیاتاتيآد يابس ت ؿ DESد

طاة وااتز يا تتاس ا ایا ت یشد اغت. تسا یت يتجست جيتا

یقفح یز ایيال یخه واز هیاتاتيآد يابس ت ؿ يتغط شا

دزآد سيت تك 5دز ؾى LES د DESد یتسا ييث ج

اغت.

LES افتیز DES SST ،(b) افتیز (a)تغط، ي: واتز ابس ت ؿ5ؾى

ستج ت د سيؿد اغت دز تك صیؾى اي دز و ا

DES يتاا اباس ت ؿا اییا دز غت زاغت غزاخ خه واد اح

يا ز(، حاا آىا ا يازج یؾد اغت )اح ديتاال د هیاتاتيآد

يوااتز اباس ت ؿا ،يتس ا . ػؾدي ديد LESدز د یاح

يىت زا ت خات يا صی 6دز ؾى ایحظ یزخه وا هیاتاتيآد

ؿا داد اغت.

ICHMT2014 ،1393آتا 28-29

5

افتیز DES SST ،(b) افتیز (a) ،ایحظ ي: واتز ابس ت ؿ6ؾى

LES دایا ت ػت اتػت تد ایجد دز واتز حظ ایيظ يت

تا DESؿا داد ؾد اغات ااا اد 6ت شا دز ؾى ايجس

يا تاػت ا ازيد هيصد ییدز اح RANSفاد اش د اغت ید

اش يىا يؿاا داد. LESاد ي غاات زا ت خات ايظ يت

-يغزاخ خه ود هيصد ییدز اح ؿتسیت یت يا يدال

يتزتالػا يجثؿا یواسد ااسض يا تیؽیوتس پا یت د تاد

7طة دز ؾاى يؾد )اتا LESػثت ت د DESتغط د

يتزتالػ يجثؿ یاسض 7داد ؾد اغت(. ؾى ؽيا حت ض

يا تیؽی)پا سیتػ DES LES اای ( ؾاد تغاط اد یتاس ز

دز فاق تاف ید پس تزت ييج یتس ث یقفحات ػد

s/d=0,1,3 .ؿا داد ؾد اغت

DES SST ،(f,d,b افتیز e,c,a)فت، آؾ يجثؿ ی: واتز اسض7ؾى

د یتزت ييج یاش قفحات ػد تس ث ایمارغ ی، زLES افتیز

رزا يجثؿا یااسض DESاد داغات یؾاى پ ايا دز وا

يوسد اغت و ا يتیؽیپ LESػثت ت د یوتس يتزتالػ

اش ايسجت خه ود ج ايجس یاس جة واؽ اخت ج ت

دز جیؾد اغت. دز ت LESػثت ت د DESدز د يداؽ اق

غطح پس دز یز هیاتاتيآد یغزاخ خه ود دا هيصد یاح

ؾد اغت وا يتیؽیوتس پ LES افتیػثت ت ز DES افتیز

ؾاد اغات. دز یا اح يا دز ا هیاتاتيآد يابس ت ؿ ؽيجس ت افصا

ثا یز ایيا ال یخاه وااز ايػج جس یغاختازا 8ؾى

ؿا داد ؾاد DES LES ایؾد تغط د يتیؽیپ ييج

اغت.

یپس تزت ييج یث یز ايجس دایػج دز ی: غاختازا8ؾى

LES افتیز DES SST ،(b) افتیز (a)د،

یتا هیا اتاتيآد يابس ت ؿا يتیؽیاخت ف دز پ ياش دال سيد يىي

د ااد دز يااا يااتیؽی، تفااات تااد پاا DES LESااد

. تا تجا تا تاؾدي ایيال یخه واز ايػج جس یغاختازا

يا تیؽیتاػت ػ تس پ LESد 8ؾى یاا سداتا ایا

تا صیا زا یغاجاق غاس اای سدات ،ياق ای( سداتی)حم

- ایسدات يتیؽیتا پ DESا دز د ود، ا يتیؽیپ يخت

ؿاتس یت یجس ت ت فیضؼ یغجاق غس ای سدات تسیل ای

غزاخ خاه واد ؾاد هيصد ییدز اح هیاتاتيآد يابس ت ؿ

اای غاختاز LESدز اش غزاخ، د ییدز اح ياغت. ػ تس ا

وا ایوسد ت يتیؽیپ DESػثت ت د یؿتسیت ىایزت

ICHMT2014 ،1393آتا 28-29

6

-ياس جاة ا يرز وسد اغت و ا صی هيديپس یاش ؾسج سش

دز ییپس دز اح ييج یاش ث یغطح وتس DESدز د ؾد

ی. ت ا سدیلساز یتحت خه واز LESاش غزاخ ػثت ت د

دز اد ايا جس يػسضا یتغاط دز زاغاتا هیاتاتيآد یدا ید

DES اش د ؿتسیتLES ؾد اغت و جس يتیؽیپ یاح يدز ا

اواد يتجست جي تا LESوتس ػثت ت د هیاتاتيآد يت ابس ت ؿ

ؿااد صی 6 5 ایىت دز ؾى يؾد اغت. ا [6] ىازا

.ؾدي

18 ایتغط غسػت ف ایف ةیت تست 10 9 ؾىrms

پس دز ييخطج ػد تس ث ج یز x ،y z ایغسػت دز جت

ااديا s/d=1. خااط دااديزا ؿااا اا z=0 دز s/d=1,3فاقاا

دز ياح ديا s/d=3غزاخ خه ود خط هيصد ياح

. ا رز و دز تاؾديپس ييث ج یاش غزاخ خه ود ز

ایف LESتاػت اد د DESؾى ؿ ف اغت د

رزا 10ود. اا دز ؾى يتیؽیپ يغسػت تغط زا ت خت

يتیؽیدز پ DESت آ اؾاز ؾد اغت د صی لث و اای تاس

زا یس ماداز وتا واد يػا ا LESاش اد تاس فیضؼ يغا

شد.ي یت

، b,a ،(d,c ،(f,e)ای تغط غسػت ، : ف9ؾى

ی جيي تزتی دای اش قفحات ػد تس ثزی مارغ

18root mean square

b,a)غاي غسػت ، (rms)ای جرز یای ستؼات : ف10ؾى

،(d,c ،(f,e ی ای اش قفحات ػد تس ث، زی مارغ

ي تزتی دجي

یسیتیج

دز DES افات یز دلات واازايي ياتيا دز ما حاضس، ت ظز ازش

پاس ييج یدز ث ایيال یخه واز یديپد د غاشی ػددی

یاسش طيتاا ؾاسا LES افات یز جيتاا تاا ، اي زیافتد یتزت

اغت. لساز سفت ػياواد ىازا زد ما يتجست جي تا ىػاي

:تاؾدي سيؾسح ش ت ياتيازش يحاق اش ا جيتا

يا تیؽیت ػت پ كيغزاخ تصز يىيدز صد DES افتیز -1

يتزتالػا يجثؿ یاسض فیضؼ اای سداتا ایا

ياباس ت ؿا فیضاؼ یغاجاق غاس اای سدات تسیل

جي تا LES افتیز جيزا ػثت ت تا یؿتسیت هیاتاتيآد

تا یشد اغات. چا ید ىاازا ت ا اوا يتجست

ػج دز یوسد حج غاختازا يیتؽیوتس پ ید

یوتاس هیاتاتيآد يابس ت ؿ كيدز اش غزاخ تصز ییاح

وسد اغت. يتیؽیزا پ

لات ةيتغط زا تا تمس یتاػت پازاتسا DES افتیز -2

ػات ود، اا ت يیتؽیپ LES افتیػثت ت ز يلث

اغتفاد اش ذات ازيا د يىا يدز صد RANS غااشی اد

فیضاؼ يغاا یپازاتسا یزؼ، دز ت يا يثیتسو

وسد اغت. يتیؽیزا پ یػ وسد مداز وتس

ICHMT2014 ،1393آتا 28-29

7

DES افتیز تيص تسيياق -3 LES افات یػثت تا ز

دغا دز يا زؼ اغت و دز ا يا يحاغثات یيص

يحاظ شا حاغاث دز ما دزقد اش 48.5حدد تاا ػا

قسف ؾد اغت. تاا تجا تا یشا وتس LES افتیز

ت يحاغثات ي ص DES افتیز جيدلت لات لث تا

يا LES افات یت ز ثتػ تسيیساتة پا يا اش ا تاا

یديا پد يا تیؽیوازآاد دز پا يت ػا اد افتیز

اغتفاد وسد. یخه واز

ئفسغت ػ

يتغط شا سيماد

ػدد وزات

m، ی خه ودلطس

m، ؾث اغتا ييج یلطس ث

يػثت چا

m، آؾفت يجثؿ یاسض 2/s

2

m، خه ود یر

ػثت دؽ

m، ازيػد اش د یفاق

يؾاز حسازت

(ايجس یر لظ دز اتداد اغتا ) دز زاغتا

m، آؾفت يجثؿ یاسض 2/s

2

√ ، يغسػت اقطىاو

اي ػد تس جس يػسض ،ياق یزاغتا

، ازيتؼد اش د يت یفاق

ػ ئ ياي

m، يتپ ؽ حساز ةيضس 2/s

β ایسياش خط غى ز وا دا يشا یثا پاس ييجا

د یتزت

تسیػسل ف

m، آؾفت يجثؿ یسخ پ ؽ اسض 2/s

3

، هیاتاتيآد ایيال یخه واز يابس ت ؿ

( ⁄ )

ایيا ال یخاه وااز ياباس ت ؿا يػسض یسیتغط

هیاتاتيآد

⁄ ) ، تؼد يت یدا )

kg/m.s، يىیايصجت د

kg/m.s، آؾفت يىیايصجت د

m، يىیاتیصجت غ 2/s

kg/m، يچا 3

ؾثى سيش اظیتؽ م

s/1، يفسواع آؾفت

شيسيع

خه ود

تستؼا یایجرز

ؾثى سيش اظیم

ياق ايجس

ساجغ[1] Sakai E., Takahashi, T., Funazaki, K. I., Salleh, H.

B., & Watanabe, K. (2009, January). Numerical

Study on Flat Plate and Leading Edge Film Cooling.

In ASME Turbo Expo 2009: Power for Land, Sea,

and Air (pp. 491-503). American Society of

Mechanical Engineers.

[2] Bazdidi-Tehrani, Farzad, Bohlooli, Nima, and

Jadidi, Mohammad, 2014, "Influence of Film

Cooling Jet Inlet Boundary Condition on Large

Eddy Simulation of Model Turbine Blade Leading

Edge", Progress in Computational Fluid Dynamics,

An International Journal, Accepted.

http://www.inderscience.com/info/ingeneral/forthco

ming.php?jcode=pcfd

[3] Mehendale, A.B. and Han, J.C. (1992) 'Influence of

high mainstream turbulence on leading edge film

cooling heat transfer', Journal of Turbomachinery.

vol. 114, pp.707–715.

[4] Mick, W.J. and Mayle, R.E. (1988) 'Stagnation film

cooling and heat transfer including its effect within

the hole pattern', Journal of Turbomachinery, vol.

110, pp.66–72.

[5] Ou, S., Mehendale, A. B., and Han, J. C. (1992)

'Influence of High Mainstream Turbulence on

Leading Edge Film Cooling Heat Transfer: Effect of

Film Hole Row Location', Journal of

Turbomachinery, vol. 114, pp. 716–723.

[6] Ekkad, S.V., Han, J.C. and Du, H. (1998) 'Detailed

film cooling measurement on a cylindrical leading

edge model: Effect of free-stream turbulence and

coolant density', Journal of Turbomachinery, vol.

120, pp.799–807.

[7] Johnston, C.A., Bogard, D.G. and McWaters, M.A.

(1999) 'Highly turbulent mainstream effects on film

cooling of a simulated airfoil leading edge', ASME

Paper No. 99-GT-26.1.

[8] Chernobrovkin, A. and Lakshminarayana, B. (1999)

'Numerical simulation and aero thermal physics of

leading edge film cooling', Proceedings of the

Institution of Mechanical Engineers, pp.103–118,

Part A.

[9] Lin, Y.L. and Shih, T.I.P. (2001) 'Film cooling of a

cylindrical leading edge with injection through rows

of compound-angle holes', Journal of Heat Transfer,

vol. 123, pp.645–654.

[10] Ou, S. and Rivir, R.B. (2001) 'Leading edge film

cooling heat transfer with high free stream

turbulence using a transient liquid crystal image

method', International dJournal of Heat and Fluid

Flow, vol. 22, pp.523–614.

[11] Thakur, S., Wright, J. and Shyy, W. (1999)

'Convective film cooling over areo presentative

turbine blade leading edge', International Journal of

Mass Transfer, vol. 42, pp.2269–2285.

[12] York, W. D., and Leylek, J. H. (2002) 'Leading-

Edge Film-Cooling Physics Part I—Adiabatic

ICHMT2014 ،1393آتا 28-29

8

Effectiveness', Proceedings of ASME Turbo Expo

Paper No. GT-2002-30166.

[13] York, W. D., and Leylek, J. H., (2002) 'Leading-

Edge Film-Cooling Physics Part II—Heat Transfer

Coefficient', Proceedings of ASME Turbo Expo

Paper No. GT-2002-30167.

[14] Rozati, A., Tafti, D.K. (2008a) ' Large-eddy

simulations of leading edge film cooling: Analysis

of flow structures, effectiveness, and heat transfer

coefficient', International Journal of Heat and Fluid

Flow, vol. 29, pp.1–17

[15] Rozati, A., Tafti, D.K. (2008b) 'Effect of coolant–

mainstream blowing ratio on leading edge film

cooling flow and heat transfer – LES investigation',

International Journal of Heat and Fluid Flow, vol.

29, pp.857–873.

[16] Roy, Subrata, Sagar Kapadia, and James D.

Heidmann. "Film cooling analysis using des

turbulence model." ASME Turbo Expo 2003,

collocated with the 2003 International Joint Power

Generation Conference. American Society of

Mechanical Engineers, 2003.

[17] Takahashi, T., Funazaki, K., Salleh, H.B., Sakai,

E., Watanabe, K. (2012) 'Assessment of URANS

and DES for Prediction of Leading Edge Film

Cooling', Journal of Turbomachinery, Vol. 134,

pp.031008-1.

[18] Köse, Demir Ali, and Erik Dick. "Prediction of the

pressure distribution on a cubical building with

implicit LES." Journal of wind engineering and

industrial aerodynamics 98.10 (2010): 628-649.

[19] L. Davidson, Fluid mechanics, turbulent flow and

turbulence modeling, Chalmers University of

Technology, Sweden, August 2011

[20] Kim, W.W., Menon, S. (1997) 'Application of the

Localized Dynamic Subgrid-Scale Model to

TurbulentWallBounded Flows', 35th Aiaa

Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. American

Institute of Aeronautics and Astronautics.