چكيده

این خودآموز جریان را در یک کویتی دیسکی چرخان (Rotating Disk Cavity) در حالت دوبعدی تقارن‌محوری (Axisymmetric) بررسی می‌کند. درک رفتار این جریان در طراحی جریان هوای ثانویه استفاده‌شده در خنک‌کاری دیسک توربین اهمیت دارد. این خودآموز به شما یاد می‌دهد که چگونه:

♦ تنظیمات یک مدل دوبعدی تقارن‌محوری چرخشی را با استفاده از دستگاه مختصات چرخان (Rotating Reference Frame) انجام دهید،

♦ از مدل‌های آشفتگی k-ε استاندارد و k-ε RNG استفاده کنید،

♦ لایه مرزی نزدیک دیواره را با استفاده از Enhanced Wall Treatment مدل کنید،

♦ بردارهای سرعت و کانتورهای فشار را رسم کنید،

♦ نمودارهای دوبعدی (XY) سرعت شعاعی و توزیع +y را رسم کنید،

♦ محدوده‌های محورهای مختصات را در رسم‌های دوبعدی تنظیم کنید،

♦ علامت استفاده‌شده برای یک منحنی خاص را در رسم‌های دوبعدی تغییر دهید،

♦ نمودارهای دو حالت مختلف مدل آشفتگی k-ε را باهم مقایسه کنید.

واژه‌های کلیدی

کویتی دیسکی چرخان، دستگاه مختصات چرخان، مدل آشفتگی k-ε استاندارد، مدل آشفتگی k-ε RNG، مدل Enhanced Wall Treatment

پیش‌نیازها

در این خودآموز فرض می‌شود که شما یک یا چند خودآموز مقدماتی مانند خودآموز شماره ۱ با نام «راهنمای استفاده از فلوئنت در محیط ورک‌بنچ با حل جریان سیال و انتقال حرارت در یک زانویی مخلوط‌کننده» را مطالعه کرده‌اید و با محیط گرافیکی فلوئنت شامل نمودار درختی و منوهای آن آشنا هستید. بعضی مراحل مربوط به تنظیمات حل به‌صورت صریح نشان داده نخواهند شد.

شرح مسئله

در شکل زیر شماتیک مسئله‌ای که قرار است در این خودآموز شبیه‌سازی شود، نشان داده شده است. این شکل شماتیک یک کویتی دیسکی است که در مرجع [۱] مفصلا بررسی شده است. هوا از بین دو دیسک هم‌چرخان (Co-rotating) وارد می‌شود. قطر دیسک‌ها ۸۸٫۶ سانتی‌متر است و هوا با سرعت ۱٫۱۴۶ متر بر ثانیه از طریق یک سوراخ دایروی به قطر ۸٫۸۶ سانتی‌متر وارد کویتی می‌شود. دیسک‌ها که ۶٫۲ سانتی‌متر از هم فاصله دارند، با ۷۱٫۰۸ دور بر دقیقه (rpm) در حال چرخش هستند و هوا بدون چرخش وارد کویتی می‌شود. هم‌زمان با حرکت شعاعی جریان، چرخش دیسک‌ها تاثیر زیادی در توسعه جریان لزج در راستای سطوح دیسک‌ها دارد.