جریان‌ مرز متحرک، مدل شبکه پویا در فلوئنت- بخش۷

۲- مرز متحرک می‌بایست در بین دو مرزی قرار گرفته باشد که این دو مرز از سطوح یک طرفه تشکیل شده‌اند.

توضیح این‌که در نرم‌افزار FLUENT برخی مرزها یک طرفه‌اند (مرزهای خارجی (External Faces)) مانند دیوار و ورودی‌خروجی‌ها.

بدین معنی که تنها یک سمت آن‌ها سلول و دامنه حل قرار گرفته است.

برخی سطوح نیز دو طرفه‌اند مانند سطوح داخلی بین سلولی (Interior) و مقطع متخلخل (Porous Jump) که در دو طرف آن‌ها سلول و دامنه حل قرار گرفته‌است.

جایی که مرز متحرک بین دو و یا یک مرز دو طرفه قرار می‌گیرد، می‌توان با استفاده از رابط لغزان ( Sliding Interface)، مرزها را به سطوح یک طرفه تبدیل کرد.

نمونه‌ای از این حالت در تصویر زیر نشان داده شده‌است.

تصویر ۱۱- استفاده از Sliding interface جهت تفکیک یک مرز متحرک از مرزهای ثابت مجاور

در حالتی که یکی و یا هر دو مرز طرفین مرز متحرک، دیوار دوطرفه باشد، می بایست آن را به یک دیوار و تصویرش (Wall and Wall Shadow) تفکیک نمود.

از روش لایه‌بندی می‌توان بر روی مرز دو طرفه داخلی استفاده نمود که در راستای عمود بر سطح حرکت می‌کند.

دراین حالت می‌توان در طرفین مرز متحرک، ارتفاع متفاوت دلخواه تعریف نمود.

نمونه‌ای از این کاربرد در پروژه ردیابی گوی رها‌شده مورد استفاده قرار گرفته‌است.

تجدید شبکه با تولید مجدد موضعی (Remeshing Methods)

در شبکه‌های دارای سلول‌های مثلثی در دو بعد و چهار وجهی در سه ‌بعد، می‌توان از روش‌های هموارسازی مانند روش شبکه فنری استفاده نمود.

لیکن در مواقعی که جابجایی یک مرز بزرگ باشد و یا تغییر فرم دامنه حل نسبت به حالت اولیه شدید باشد، روش‌های هموار‌سازی و لایه‌بندی می‌توانند منجر به افزایش بیش از حد خوابیدگی سلول‌ها در مناطقی از دامنه حل شوند.

برای آشنایی با روابط محاسبه خوابیدگی می‌توانید به مدارک نرم‌افزارهای تولید شبکه مانند گمبیت و ICEM-CFD مراجعه کنید.

به طور مختصر خوابیدگی بالا در اثر حضور زوایای بسیار تیز (غالبا کوچک‌تر از ۲۰ درجه) پدید می‌آید.

افزایش خوابیدگی موجب کاهش کیفیت شبکه، کاهش دقت شبیه‌سازی و  در برخی موارد بروز مشکلات همگرایی می‌شود.

بدین منظور می‌توان از روش‌های تولید مجدد شبکه تحت عنوان Remeshing Methods استفاده نمود.

در این روش‌ها، نرم‌افزار در هر گام زمانی جدید و پس از اعمال جابجایی مرزهای مورد نظر، تمامی سلول‌های دامنه حل را از نظر اندازه و خوابیدگی بررسی می‌کند و سلول‌هایی که شرایط مورد نظر را تامین نکنند، انتخاب می‌شوند.

نویسنده: آقای مهندس احسان سعادتی

برای مشاهده رزومه مدرس کلیک کنید