تحلیل خنک‌کاری لایه‌ای لبه جلویی پره توربین مدل توسط دو رهیافت des وles

در مقاله حاضر جریان آشفته خنک‌کاری لایه‌ای بر لبه جلویی پره توربین مدل توسط دو نگرش طول مقیاس حل شونده در مدل‌سازی جریان آشفته مورد مطالعه و تحلیل قرار می‌گیرد. در نگرش اول از رهیافت شبیه‌سازی گردابه‌های جدا شده (des) بر پایه مدل اسپالارت- آلماراز و در نگرش دوم از رهیافت شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ (les) استفاده می‌شود. نتایج به‌دست آمده حاکی از آن است که رهیافت des به دلیل ذات ترکیبی آن و استفاده از مدل rans در نزدیک دیواره، نوسانات در راستای عرضی جریان در داخل لوله خنک‌کننده را کمتر پیش‌بینی می‌کند. در نتیجه، جریان خنک‌کننده با آشفتگی کمتری وارد جریان اصلی می‌شود. همچنین در نزدیک دیواره رهیافت des توزیع عرضی انرژی جنبشی آشفته را کمتر و مقدار شار حرارتی آشفته را بیشتر پیش‌بینی می‌نماید. بنابراین، اثربخشی آدیاباتیک بر لبه جلویی پره توربین در رهیافت des نسبت به رهیافت les و نتایج تجربی کمتر پیش‌بینی می‌شود. علاوه‌بر این، نتایج حاکی از آن است که اختلاط بین جت خنک‌کننده و سیال داغ جریان اصلی در رهیافت des در مقایسه با رهیافت les کمتر تخمین زده می‌شود. در مجموع می‌توان این‌گونه استنباط کرد که اگرچه رهیافت des در ناحیه دور از دیواره نتایج قابل قبولی را ارایه می‌کند، ولی در نزدیک دیواره در پیش‌بینی صحیح مشخصات توربولانسی جریان با مشکل مواجه است. علاوه‌بر این مزیت اصلی رهیافت des در مقایسه با رهیافت les کاهش 40 درصدی هزینه‌ محاسباتی آن در این کاربرد است که می‌تواند استفاده از این روش را توجیه کند.