نویسندگان
چکیده
هدف از ارائه این مقاله کاربرد یک روش خطی‌سازی نوین برای گسسته سازی عبارتهای جابه جایی معادلات اویلر شبه یک بعدی روی شبکه جابه جا نشده1 است. استفاده از شبکه جابه جا نشده در روش حجم محدود منجر به ایجاد میدان فشاری نوسانی2 غیر فیزیکی شده که برای رفع آن استفاده از شبکه یگانه و سرعت دوگانه پیشنهاد شده است. در این روش دو مولفه سرعت به نام سرعتهای جابه جا کننده (یا جرمی) و جابه‌جا شونده (یا ممنتمی) بر روی سطوح سلول تعریف می‌شوند. از آنجا که مولفه سرعت جابه جا کننده در این تحقیق از تلفیق مناسب معادلات پیوستگی و ممنتم به‌دست می‌آید استفاده از این مولفه سبب همبستگی قوی بین معادلات حاکم بر جریان می‌شود. در کار حاضر، برای خطی‌سازی جملات غیر‌خطی از روش خطی‌سازی مفهومی نیوتن-رافسون استفاده می‌شود. در این خطی‌سازی عبارتهای جابه‌جایی معادلات حاکم اویلر با رعایت مفاهیم فیزیکی دو مولفه سرعت تعریف شده خطی‌سازی می‌شوند به گونه‌ای که هم نقش میدان سرعت و هم نقش میدان چگالی را در خود ملحوظ می‌دارند و بنابراین به راحتی قابلیت کاربرد در جریان با گستره کاملی از رژیمهای سرعت3 را دارا هستند. در نهایت عملکرد خطی‌سازی توسعه داده شده حاضر برای تحلیل جریان در شیپوره همگرا-واگرا به کار گرفته می‌شود. نتایج به‌دست آمده حاکی از عملکرد به مراتب برتر روش حاضر در حل معادلات شبه یک بعدی اویلر بوده به طوری که قابلیت تسخیر موج ضربه‌ای ایستاده در جریان با ماهیت تمام رژیم سرعت را به راحتی داراست.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Developing a Shock-Capturing Formulation with Higher Performance to Capture Normal Standing Shock in All-Speed Regime
نویسندگان [English]
- M. Darbandi
- V. Mokarizadeh
- and E. Roohi
چکیده [English]
The main objective of the present study is to utilize a novel linearization strategy to linearize the convection terms of the quasi-one-dimensional Euler governing equations on collocated grids and to examine its shock-capturing capabilities. To avoid a pressure checkerboard problem on the collocated grids, it is necessary to utilize two velocity definitions at each cell face. Similarly, we define two velocity expressions at cell faces known as convecting and convected velocities. We derive them from the proper combinations of continuity and momentum equations which, in turn, provide a strong coupling among the Euler discretized equations. To achieve this, we utilize an advanced linearization strategy known as Newton-Raphson to linearize the nonlinear convection terms. The key point in this linearization is to preserve the original physics behind the two velocities in the linearization procedure. The performance of the new formulation is then investigated in a converging-diverging nozzle flow. The results show great improvement in both the performance of the original formulation and in capturing shocks. The results also indicate that the new extended formulation is robust enough to be used as an all-speed flow solver.
کلیدواژه‌ها [English]
- Euler flow equations
- All speed flow regime
- Convergent-divergent nozzle
- Collocated grid
- Newton-Raphson linearization
)