شبیه‌سازی عددی مستقیم جریان تراکم-ناپذیر حول استوانه با استفاده از حل‌گر شبکه بولتزمن اختلاف-محدود وِنو

در این مطالعه، جریان تراکم-ناپذیر خارجی حول استوانه با طول بازه محدود، با استفاده از حل‌گر شبکه بولتزمن مبتنی‌بر الگوریتم اختلاف-محدود مرتبه پنج وِنو ( weno) به‌منظور گسسته‌سازی مکانی و انتگرال‌گیری زمانی مرتبه چهار رانگ-کوتا در مختصات منحنی‌الخط عمومی مورد مطالعه قرار گرفته است. در راستای مشاهده ساختار سه-بعدی جریان در اثر وقوع ناپایداری نوع دوم در راستای عرضی، شبیه‌سازی مستقیم عددی ( dns) جریان فوق در عدد رینولدز 1000 با استفاده از حل‌گر مذکور صورت گرفته است. به‌کارگیری الگوریتم اختلاف-محدود مرتبه پنج وِنو و انتگرال‌گیری مرتبه چهار رانگ-کوتا، امکان رصد ساختار گذاری جریان تراکم-ناپذیر خارجی را در شبکه‌های نه‌چندان درشت همراه‌با دقت زمانی مناسب ممکن می‌سازد. به‌منظور صحت‌سنجی نتایج به‌دست‌آمده با استفاده از حل‌گر اختلاف-محدود شبکه بولتزمن حاضر، مولفه‌های متوسط و نوسانی جریان در مقاطع مختلفی در دنباله استوانه استخراج گردیده و با مراجع موجود مورد مقایسه قرار گرفته است. با توجه به تطبیق مناسب نتایج حل‌گر حاضر با نتایج عددی و داده‌های تجربی و در عین‌حال مزیت‌های نسبی همچون: امکان موازی‌سازی ذاتی ، پیاده‌سازی آسان، آسودگی در محاسبه فشار در جریان‌های تراکم-ناپذیر و عدم وجود مشتق مرتبه دوم در ساختار روش، حل‌گر حاضر را می‌توان به‌عنوان جایگزینی برای روش‌های متداول در شبیه‌سازی جریان تراکم-ناپذیر مبتنی‌بر معادلات ناویر-استوکس ( nse) دانست.