تئوری و روابط حاکم بر جریان تراکم ناپذیر
Theory of Incompressible Flow
جریان تراکم ناپذیر (Incompressible Flow) یا همان جریان Isochoric Flow به جریانی گفته می‌شود که در آن چگالی سیال در حجم کنترل ثابت باشد. باید توجه داشت که تراکم ناپذیری جریان به هیچ عنوان دلالت بر تراکم ناپذیری سیال آن ندارد. به بیان ریاضی به جریانی تراکم ناپذیر است که دیورژانس سرعت آن صفر باشد (u=0.∇). برای کسب اطلاعات بیشتر به این صفحه مراجعه کنید.
جریان تراکم ناپذیر آرام را می‌توان به عنوان ساده‌ترین جریان فیزیکی ممکن معرفی نمود. در فضای سه بعدی تنها یک معادله پیوستگی و سه معادله ممنتم روابط حاکم بر این نوع جریان را تشکیل می‌دهند. در این نوشتار، معادلات حاکم بر جریان آرام و تراکم ناپذیردر یک دامنه اینرسیایی (بدون شتاب) معرفی شده‌اند.
معادلات بقای جرم (پیوستگی) جریان تراکم ناپذیر
معادله بقای جرم یا همان پیوستگی جریان یاد شده بصورت معادلات (1) یا (2) می‌باشد. این معادلات برای جریان تراکم پذیر هم صادق هستند. ترم چشمه Sm جرم اضافه شده به فاز پیوسته از فاز پراکنده (برای مثال تبخیر قطرات مایع) تعریف می‌شود. این ترم توسط کاربر نیز قابل تعریف است. برای هندسه‌های دو بعدی متقارن محوری قانون بقای جرم بصورت معادله (2) تعریف می‌شود.
معادلات بقای ممنتم
فرم عمومی معادله بقای ممنتم برای این نوع جریان‌ها در یک قالب اینرسیایی (بدون شتاب) طبق معادله (3) می‌باشد. اما برای هندسه‌های دو بعدی متقارن، معادلات بقای ممنتم محوری و شعاعی بصورت روابط (5) و (6) بیان می‌گردد.
شالوده معادلات حاکم بر هر جریانی، روابط یاد شده در بالا هستند. با پیچیده‌تر شدن جریان لازمست معادلات بیشتری نیز به روابط فوق اضافه شوند. به عنوان مثال برای جریان‌های تراکم پذیر یا درگیر با انتقال حرارت یک معادله بقای انرژی نیز به دستگاه معادلات حاکم بر جریان اضافه می‌شود. برای جریان‌های آشفته، مدل‌های آشفتگی در روابط حاکم گنجانده می‌شود. برای جریان‌های همراه با گونه‌های شیمایی، لازمست معادله بقای گونه‌های شیمیایی نیز به قوانین حاکم بر جریان سیال اضافه شود.
مطالب مرتبط
حل میدان‌های جریان‌های تراکم‌ناپذیر و تراکم پذیر با استفاده از نرم افزارهای CFD
تئوری و روابط حاکم بر جریان تراکم پذیر
حلگرهای فشار مبنا (Pressure Based) و چگالی مبنا (Density Based)
برای کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید
محمدرضا کلیچ