کاربرد مدل جبری غیرایزوتروپ آشفتگی در حل عددی خنک کاری لایه ای با جتهای سه گانه

در این پژوهش، موضوع خنک کاری لایه ای در جتهای سه گانه مورد بررسی عددی قرار گرفته است. بدین منظور از مدل توربولانسی k-ω /sst به همراه یک مدل جبری غیر ایزوتروپ آشفتگی بهره گرفته شده است. همچنین، جهت حل معادلات از یک شبکه جابجا شده و روش حجم محدود به همراه الگوریتم سیمپل استفاده گردیده و نتایج حاصله با نتایج عددی موجود اعتبار سنجی شده است. مطابق با نتایج بدست آمده، مدل جبری غیرایزوتروپ آشفتگی توانسته باعث بهبود نسبی مقادیر متوسط تمامی کمیتها در آشفتگی شود. همچنین، تعداد تکرارها جهت رسیدن به معیار همگرایی با بکارگیری این مدل کاهش یافته است. از طرف دیگر، این مدل باعث شده تا دقت محاسبه برخی کمیتهای آشفتگی نظیر انرژی جنبشی، کاهش یابد. به طور کلی، این مدل در جتهای تکی (معمول) عملکرد بهتری از جتهای سه گانه داشته است.

Application of an Algebraic Anisotropic Turbulence Model in Numerical Solution of Triple Jet Film Cooling

The best way to increase turbine efficiency is increasing the temperature of the incoming air. On the other hand, film cooling is the most efficient tool. In this work triple jet film cooling has been numerically investigated. Cross sections of all jets were rectangular and were inclined normally into hot crossflow. As far as turbulence modeling, kω/SST along with an algebraic nonisotropic turbulence model, as its modification, has been used. In addition, staggered grid and finite volume method with SIMPLE algorithm were implemented. The turbulence model used was shown to be able to predict mean quantities relatively close. Also, it had a much better convergence rate compared with standard kω SST model. On the other hand, this model did not predict some of the turbulent quantities (such as turbulent kinetic energy) close enough. Finally, it seems to work better in singlejet film cooling, compared to a triple jet one.