ارزیابی مدلهای مختلف توربولانسی در تحلیل CFD جریان درون یک میکرو توربین گازی خاص

در این مقاله به ارزیابی دقت پنج مدل توربولانسی جهت تحلیل عددی میدان جریان در فضای بین پره های توربین شعاعی و استاتور یک میکروتوربین گازی پرداخته شده است . شبکه های مورد استفاده توسط نرم افزار توربوگرید ایجاد شده است. جهت شبیه سازی جریان از محیط انسیس سی اف ایکس با استفاده از مدل های آشفتگی مختلف استفاده شده است. شدت آشفتگی در ورودی استاتور به 5 در صد و شبیه سازی به صورت حالت پایا می باشد. شرایط مرزی به صورت دبی جرمی جریان و دمای سکون در ورودی استاتور و فشار متوسط استاتیک در خروج می باشد. استقلال شبکه محاسباتی از حل عددی مورد بررسی قرار گرفته است و تعداد گره های بهینه مورد استفاده قرار گرفته است. اعتبار سنجی عددی نیز با روتور توربین متعلق به ناسا صورت گرفته است. نتایج حاکی از توزیع مناسب فشار و دما در توربین و همچنین دقت بالای شبیه سازی و انطباق با داده های یک بعدی دارد، همچنین مدل SST به دلیل پایداری و همگرایی بهتر و دقت پیش بینی بالای خواص میدان جریان به عنوان مدل توربولانسی برگزیده انتخاب گردیده است.

کلیدواژه ها:

میکروتوربین گازی ، مدل توربولانسی ، توربوگرید ، تحلیل عددی جریان