infistream

REYNOLDS - AVERAGED SIMULATION

Biaya komputasi DNS dan, dalam tingkat yang lebih rendah, LES terlalu besar untuk sebagian besar CFD praktis, seperti yang dibahas di Bagian 6.8. Sebagai gantinya, simulasi rata-rata Reynolds (RAS) menyediakan metode yang jauh lebih terjangkau untuk menghitung turbulensi.

Ini memecahkan persamaan untuk variabel lapangan "rata-rata" untuk menghindari penyelesaian fluktuasi kecil. Alih-alih mempertimbangkan rata-rata selama interval waktu, kita membayangkan aliran yang sama diulang beberapa kali dengan kondisi awal yang sama (2 contoh di bawah ini).

PICT\relax \special {t4ht=

Solusi-solusi bervariasi karena perbedaan dalam kondisi awal dan sifat yang kacau dari turbulensi. Rata-rata ensemble menghitung solusi rata-rata, disimbolkan sebagai eqn, dengan mempertimbangkan beberapa realisasi dari aliran yang sama.

Setiap bidang, misalnya eqn ,didekomposisi menjadi bidang yang ter-averaging, diwakili oleh eqn ,dan bidang fluktuasi acak, disimbolkan sebagai  eqn, sesuai dengan persamaan yang diberikan.

 -- 0 (t) = + (t): \relax \special {t4ht=
(6.11)

Kita dapat menerapkan dekomposisi ini pada bidang-bidang dalam persamaan konservasi momentum Eq. (2.27) dengan tegangan 𝜎 yang terbagi menjadi 𝜌 dan 𝜏 sebagai berikut:

@--u-+ r ( uu) = r ☐☐☐ rp + b: @t \relax \special {t4ht=
(6.12)

Mari kita asumsikan konstanta 𝜌 dan bahwa gaya tubuh eqn tidak tunduk pada fluktuasi turbulen. Memisahkan bidang-bidang yang tersisa, yaitu 𝔲, 𝜏, dan 𝜌, menjadi komponen instan dan fluktuasi sesuai dengan Persamaan (6.11), dan mengambil rata-rata ensemble dari Persamaan (6.12), menghasilkan hal berikut:

@ u- --- ---- - -- ----+ r ( uu) + r ( u0u0) = r ☐☐☐ r p+ b @t \relax \special {t4ht=
(6.13)

Persamaan yang dirata-ratakan Eq. (6.13) diperoleh menggunakan hubungan-hubungan berikut untuk bidang umum eqn dan eqneqneqneqneqn. Hubungan untuk turunan yang dirata-ratakan adalah:  eqneqneqn

Reynolds stress

Istilah untuk kuantitas rata-rata dalam Persamaan (6.13) sama seperti dalam Persamaan (6.12). Perbedaannya adalah bahwa Persamaan (6.13) mencakup tambahan istilahΒ eqnΒ yang mengandung fluktuasiΒ Β eqn.

Argumen dari turunan divergensi ini adalah sebuah tensor yang dikenal sebagai tegangan Reynolds.

|------------| ☐☐☐t = u0u0 | ------------- \relax \special {t4ht=
(6.14)

Dengan mensubstitusi Persamaan (6.14) ke dalam Persamaan (6.13), istilah-istilah fluktuasi dapat dihilangkan. Persamaan yang tersisa ini hanya berdasarkan pada properti yang diratakan saja, sehingga kita dapat menghilangkan notasi rata-rata () dan mendapat dalam

Β 

@--u- t @t + r uu = r ☐☐☐ + ☐☐☐ rp + b: \relax \special {t4ht=
(6.15)

Persamaan yang di-ensemble-averaged ini memiliki bentuk yang sama dengan Persamaan (6.13), namun dengan penambahan eqn . Menyelesaikan persamaan Reynolds-averaged ini adalah kunci dalam CFD yang efisien dengan turbulensi β€” namun ini memerlukan model untuk eqn tambahan yang tidak diketahui

Open chat
Infichat
Hello πŸ‘‹
Thank you for text me
Can we help you?