More Related Content More from Mohammad Jadidi More from Mohammad Jadidi (20) wallfunction1. «خذا ْ٘ب ٝث»
محاسباتی سیاالت دینامیک گروه
اصفهان صنعتی دانشگاه
مغشًش جريان مرزي ٍالي بر زبري اثرات ي ٌديًار برتًابغ مقدمُاي
جذیذی هحوذ
٣ٔ ٖاكفٟب ٣كٙؼت ٜدا٘ـٍب ٣ٔحبػجبت ػ٥بالت د٤ٙبٔ٥ه ٌٜٚش ٝث ٔتؼّك اِىتشٚ٘٥ه وتبة ٗ٤ا حمٛق ٝ٥ّوثبؿذ
اػت ٔب٘غ ثال ٔٙجغ روش ثب ٖآ اص ٜاػتفبد ٚ تىث٥ش ،چبح ٌٝ٘ٛ ٞش.
http://CFD.iut.ac.ir
2. 1-ٍمقدم
وٕ٥ت ٞبٜد٤ٛاس ٣٘ضد٤ى دس ٚ ثبؿٙذ٣ٔ تٛسثٛال٘غ ٚ ٝٚست٥ؼ٥ت ُ٥تـى ٣ّاك ٔٙجغ ٖػٙٛاٝث ٞبٜد٤ٛاس ٝو آ٘دب اص
ثش ٣ٕٟٔ ثؼ٥بس اثش ٜد٤ٛاس ٣٘ضد٤ى دس ٖخش٤ب كح٥ح ٖوشد َٔذ ،ٞؼتٙذ ؿذ٤ذ ٌٖشاد٤ب ٢داسا ػشػت ٖٛچ ٣٤ٞب
آٔ٥ض ٔٛفم٥تداسد ٔب ُح ٖثٛد.
داسد ٚخٛد ٜد٤ٛاس ٘ضد٤ه ٢ٝ٥٘بح ٖوشد َٔذ ٢ثشا ُح ٜسا ٘ٛع ٚد ٣ّو ثغٛس.ٝو ٣ّداخ ٢ٝ٥٘بح َٚا سٚؽ دس
تحت٣تدشث ٕٝ٥٘ َٛٔفش ٢ػش ٤ه تٛػظ ٝثّى ،ٕ٘٥ـٛد ُح ًبٕ٥ٔؼتم ،ٔ٥جبؿذ ٝٚ٤ؼىٛص٤ت تبث٥ش1
ْثٙب ٣ّ٥ّتح ٚ
د٤ٛاس تٛاثغ2
ؿٛد٣ٔ ُح.وبٔال ٝ٥٘بح ٝث د٤ٛاس تٛاثغ تٛػظ اػت ٝٚ٤ؼىٛص٤ت تبث٥ش تحت ٝو ٢اٝ٥٘بح ٣ٙ٤ؼ
ٔغـٛؽ3
ٌشدد٣ٔ ٔشتجظ.تٛاثغٜد٤ٛاسٝٔدٕٛػ٢ااص٢ٞبُ٥پشٚفٕٝ٥٘٣تدشثٔ٥جبؿٙذٚدسُاك٣ّپٞؼتٙذٝو
ٔمبد٤ش٢ٔتغ٥شٞب٣ف٥ض٤ىٖإِب٢ٞب٢ػذد٘ضد٤هٜد٤ٛاسساٝثٔمبد٤ش٘ظ٥شثش٢ٚسٜد٤ٛاسٔشتجظٔ٥ؼبص٘ذ.
تٛاثغٜد٤ٛاسُٔتـىاص:
1-ُ٥پشٚفٞب٢٢٢ثشاػشػتٔتٛػظٚدٔبٚ٘٥ضػب٤شوٕ٥ت٢ٞباػىبِشدس٣٘ضد٤ىٜد٤ٛاس
2-َٛٔفشٞب٢٢٢ثشاوٕ٥ت٢ٞبٝآؿفتدس٣٘ضد٤ىٜد٤ٛاس
ٔ٥ىٙذ ٔشتفغ ٜد٤ٛاس ٚخٛد ػّت ٝث ٖتٛسثٛال ٢ٞبَٔذ ٖوشد تلح٥ح ٢ثشا سا ٔب احت٥بج ٜد٤ٛاس تٛاثغ اص ٜاػتفبد.
ٖتٛسثٛال ٢ٞبَٔذk-ε،RSMٚLESٖخش٤ب ٢ٝٞؼت ٢ثشا ًالٛاك(د٤ٛاس اص دٚس ٝ٥٘بح)ٔ٥جبؿذ ٔؼتجش.ِزا
ؿٛد ٌٝشفت دس٘ظش ْالص ٔالحظبت ثب٤ذ ٜد٤ٛاس ٘ضد٤ه دس آٟ٘ب اص ٜاػتفبد ٍْٞٙب.
ٌفت ٖٔ٥تٛا٢ٔذِٟبk-ε،RSMٚLESَٔذ ٚ ثبال س٤ِٙٛذص ٢ٔذِٟب٢ٞبSpalart-Allmarasٚk-ω
ٞؼتٙذ ٗ٥٤پب س٤ِٙٛذص ٢ٔذِٟب.
1 Semi empirical
2 Wall function
3 Fully turbulent region
3. ٝٚ٤ؼىٛص٤ت تبث٥ش ٢ٝ٥٘بح ُح ٝث لبدس تب ٔ٥ـٛ٘ذ تلح٥ح ٝو ٞؼتٙذ تٛسثٛال٘غ ٢ٔذِٟب ٗ٤ا ْٚد سٚؽ دس
دس ،ثبؿٙذسٚؽ ٗ٤اِضج ٝ٤ال ص٤ش ُٔؿب ٝو ٔ٥ـٛد ٜصد ٔؾ ٜد٤ٛاس تب ٝ٥٘بح ُو4
ٔ٥جبؿذ ٘٥ض.ٗ٤ا ص٤ش ُؿى دس
اػتٜؿذ ٜداد ٖ٘ـب ؿٕبت٥ه ثلٛست سٚؽ ٘ٛع ٚد.
الف شکل-1-هغشَش هزسی ِالی در ُدیَار ًشدیک ًِبحي در حل ّبیرٍش ِهقبیس
س٤ِٙٛذص ثب ٢خش٤بٟ٘ب دسٝٙ٤ٞض ٚ ٖصٔب دس ٣ٟتٛخ ُلبث ثغٛس ٜد٤ٛاس تٛاثغ ثبال٣٤ٛخ ٝكشف ٔحبػجبتچشا ٔ٥ىٙٙذ
ٕ٘٥ـٛ٘ذ ُح د٤ٍش ،ٔ٥جبؿذ ػش٤غ تغ٥٥شات ٢داسا ُح ٢ٔتغ٥شٞب ٖآ دس ٝو ٝٚ٤ؼىٛص٤ت تبث٥ش تحت ٝ٥٘بح ٝو.
ٜاػتفبد ٔٛسد ٜٕٞٛاس َٛلج ُلبث دلت ٚ ٖثٛد ٢التلبد ثؼّت ٣كؼٙت ٢ػبص٤ٟب ٝ٥ؿج دس د٤ٛاس تٛاثغ اص ٜاػتفبد
ٔ٥ٍ٥شد لشاس.
ٓ٥٘ٔ٥تٛا ثبؿذ ثبال س٤ِٙٛذص ٖخش٤ب ٝو ٣ٍٔٞٙب ٝو اػت ٗ٤ا ٓ٥ٙو ٝتٛخ ٖثذا ثب٤ذ ٝو ٢٘ىتٟبٜد٤ٛاس تٛاثغ اص
ثبؿذ ٗ٥پبئ س٤ِٙٛذص ٢داسا ٖخش٤ب ٝكٛست٥ى دس ٚ ٓ٥ٙو ٜاػتفبد(ثبال ٝٚ٤ؼىٛص٤ت ٤ب ٗ٥٤پب ػشػت)ٍْٞٙب ٖآ دس
ٜد٤ٛاس ٘ضد٤ه ٢ٞبَٔذ اص ثب٤ذ ٚ ثبؿذ٣ٕ٘ َٛلج ُلبث ٜد٤ٛاس تٛاثغ اص ٜاػتفبد5
تبث٥ش تحت ٢ٝ٥٘بح ػشاػش دس ٝو
ٓ٥ٙو ٜاػتفبد ثبؿٙذ٣ٔ ٔؼتجش ٝٚ٤ؼىٛص٤ت.
4 Viscous sublayer
5 Near wall approach(model)
4. تزوش:فّٛئٙت افضاس ْ٘ش ،ػ٥بالت ٔىب٘٥ه ٢ٝٙ٥ٔص دس افضاسٞب ْ٘ش ٗ٤لذستٕٙذتش اص ٣٤ى6
ثبؿذ٣ٔ.پ٥ٛػت ٗ٤ا دس
تـش٤ح افضاس ْ٘ش ٗ٤ا ٔح٥ظ دس ٢صثش ٚ ٜد٤ٛاس تٛاثغ ٟٓٔ ٓ٥ٞٔفب ٚ ٣اػبػ ٚ ٟٓٔ ٘ىبت ٝو اػتٜؿذ ٖثشآ ٣ػؼ
ٌشدد.فّٛئٙت افضاس ْ٘ش وبسثش ٢سإٞٙب ثشاػبع ٣ف٥ض٤ى ٔالحظبت ٤ب ٞبَٛٔفش ٝ٥ّو7
ثبؿذ٣ٔ.
2-ٌديًار تًابغ
2-1-ٌديًار تًابغ اوًاع
1-اػتب٘ذاسد ٢ٜد٤ٛاس تٛاثغ8
2-٣ِغ٥شتؼبد د٤ٛاس تٛاثغ9
2-1-1-استاودارد يٌديًار تًابغ
٣تدشث ٕٝ٥٘ ُ٥پشٚف ٢ػش ٤ه ٝث ؿٛد٣ٔ ْا٘دب ٝو ٢اٜوٙٙذٜػبد فشض٥بت ٝث ٝتٛخ ثب اػتب٘ذاسد ٢ٜد٤ٛاس تٛاثغ دس
ٔمبد٤ش ٝو ٞؼتٙذ ٣ّپ حم٥مت دس ٝو سػ٥ذ ٓ٥ٞخٛا ٜد٤ٛاس ٣٘ضد٤ى دس ٖخش٤ب ٔؼبدالت كش٤ح ُح اص ٣ّ٥ّتح
ػبصد٣ٔ ٔشتجظ ٜد٤ٛاس ٢ٚس دس ٘ظ٥ش ٔمبد٤ش ٝث سا ٜد٤ٛاس ٘ضد٤ه ٢ػذد ٢ٞبٖإِب ٣ف٥ض٤ى ٢ٔتغ٥شٞب.
ٗ٤ا ٝو ٓ٥ٙو دلت ُ٤ر دس ٜؿذ روش ٢ٞبٔحذٚد٤ت ٝث ثب٤ذ ٜٕٞٛاس اػتب٘ذاسد ٜد٤ٛاس اصتٛاثغ ٜاػتفبد دس
ٔحذٚد٤تاػت ٣تدشث ٕٝ٥٘ ٢ٞبُ٥پشٚف ٖآٚسد ثذػت ٢ثشا ٜوٙٙذ ٜػبد فشض٥بت ٖٕٞب حم٥مت دس ٞب.
ثضسي ٢ا٘حٙب ؿؼبع ٢داسا كفحبت ٤ب تخت كفحبت ٢ثشا تٟٙب د٤ٛاس تٛاثغ ٤ب ٜآٔذ ثذػت ُ٥پشٚف
ؿٛ٘ذ ٜاػتفبد تٛا٘ٙذ٣ٔ.
ٞؼتٙذ َٛلج ُلبث ٢ثؼذ ٚد ٖخش٤ب ٢ثشا تٟٙب.
ؿٛ٘ذ٣ٔ ٜد٤ٛاس ٝث ٘ضد٤ه ثؼ٥بس ٖخش٤ب ٝث ٔٙحلش د٤ٛاس تٛاثغ اص ٜاػتفبد.
ٜد٤ٛاس ٣٘ضد٤ى دس ثبثت ٣ثشؿ تٙؾ10
6 Fluent
7 Fluent user guide
8 Standard wall function
9 Nonequilibrium wall function
5. ٖخش٤ب ٣ٔٛضؼ َتؼبد11
2-1-2-سرػت پريفيل براي استاودارد يٌديًار تًابغمتًسط
٢خجش ٚ ٣س٤بض ػّٕ٥بت ٢ػش ٤ه اص پغ ٚ ٜؿذ روش فشض٥بت ٝث ٝتٛخ ثب(تٛاثغ ُ٥پشٚف ٖآٚسد ثذػت سٚؽ
اػت ٜآٔذ ٤ه ٕٝ٥ٕض دس ٜد٤ٛاس)ثلٛست ٜد٤ٛاس ٣٘ضد٤ى دس دٔب ٚ ٔتٛػظ ػشػت ٢ثشا ٣٤ٞبُ٥پشٚف ٝث ٟ٘ب٤ت دس
سػ٥ذ ٓ٥ٞخٛا ص٤ش:
(اِف-1)
1
( )U Ln Ey
(اِف-2)
1 1
4 2
p p
w
U C k
U
(اِف-3)
1 1
4 2
p pC k y
y
ٝو
ٗٔوبس ٖٛف ثبثت
E=9.793
٣تدشث ثبثت
pU٢ٝ٘مغ دس ٔتٛػظ ٖخش٤ب ػشػتPٜد٤ٛاس ٣٘ضد٤ى دس
pk٢ٝ٘مغ دس ٖتٛسثٛال ٣خٙجـ ٢ا٘شطPٜد٤ٛاس ٣٘ضد٤ى دس
py٢ٝ٘مغ ٢ّٝفبكPٜد٤ٛاس تب ٜد٤ٛاس ٣٘ضد٤ى دس
10 Constant shear stress
11 Local equilibrium
6. ٣ٍِٕبس٤ت ٖٛ٘لب ٝو ٓ٥ثبؿ ٝداؿت دلت ثب٤ذ(اِف-1)٣ٞٔحذٚد ٢ثشا30 300y
اػت ٔؼتجش.افضاس ْ٘ش دس
٣ٍٔٞٙب فّٛئٙتٝو11.25y
ؿٛد٣ٔ ٜاػتفبد ٣ٍِٕبس٤ت ٜد٤ٛاس ٖٛ٘لب اص ثبؿذ.ٝو ٣ٍٔٞٙب11.25y
ثبؿذ
٢ٞبَّٛػ ٢ثشاوٙذ٣ٔ ٜاػتفبد الٔ٥ٙبس ٖخش٤ب ٣خغ ٝساثغ اص ٜد٤ٛاس ٘ضد٤ه.
(اِف-4)U y
تزوش:ٜد٤ذؿذٝو١ّفبكٖٚثذثؼذy
ٝثكٛستyU
y
تؼش٤فؽدٝودسٖآw
U
٣ٔةاؿذ.٣ٌٞبٝث
٢خبتؼش٤ف،فٛقَٛاصعٖٚثذثؼذ
1 1
4 2
p pC k y
y
ٝودسٖآk٢ا٘شط٣خٙجـ٣ٍآؿفتٚCػذدثبثت
٣ٞآصٔب٤ـٍباػت،ؿٛد٣ٔ ٜاػتفبد.ٗ٥ٕٙٞچ.ٝث٢خبتؼش٤فw
U
اصتؼش٤ف٢د٤ٍشٝثكٛست
1 1
4 2
p p
w
U C k
U
ٜاػتفبدؿٛد٣ٔ.ٗ٤اتؼبس٤ف٣٘جب٤ؼت٣ٍ٘٘شا٤بحؼبػ٥ت٣خبكسادسفشدا٤دبدٕ٘ب٤ذ.ٞش
ٟٔٙذع٣ٔىب٘٥ىحكداسدٝو٢ثشا٣ثثؼذٖوشدوٕ٥ت٢ٞب٣ٟٔٙذػٔٛسد٘ظشخٛداصٞشَٛع٤بػشػت٤ب
فـبس٢ٔجٙب٣ٔـخلٜاػتفبد،ٕ٘ب٤ذٝثؿشطٝآ٘ىدسٟ٘ب٤تثتٛا٘ذٔض٤تٜاػتفبداص٢پبسأتشٞبٔٛسد٘ظشخٛدسا
ٖ٘ـبدٞذ.فمظ٣ثب٤ؼتدلتداؿتٝو٣سٚاثغٝوثشعجكٗ٤اتؼش٤فٝاسائ،ا٘ذٜؿذًااوثشدسٔٛسدٚٔحذ٢ٜد
وبسثشد٤ب٣ثشخاصضشائت،٢ػبختبس٢داسا٣اكالحبت٣ٔثبؿٙذٝو٣ثب٤ؼتٔذ٘ظشلشاسٌ٥ش٘ذ.
2-1-3-ٌديًار وسديک در دما تًزيغ براي استاودارد يٌديًار تًابغ
ثبٜاػتفبداص٢آ٘بِٛطس٤ِٙٛذصٗ٥ثٔؼبدالتَا٘تمبْٕٛٔٙتٚ،٢ا٘شطٖٛ٘لب٣ٍِٕبس٤ت٣ٟٔـبث٢ثشاتٛص٤غدٔب
ٝثدػت٣ٔآ٤ذ.دس٣٘ٛاح٘ضد٤هٜد٤ٛاس٢ثشاتٛص٤غدٔب٘٥ضٚد٣٘بح٢ٜ٣ّو٣ٖٔتٛاتلٛسٕ٘ٛد:
9. (اِف-6)
3
4
Pr Pr
9.24[( ) 1][1 0.28exp( 0.007 )]
Pr Prt t
P
ٝو:
: pk٢ا٘شطٝ٘مغ دس تٛسثٛال٘غ ٣خٙجـp
: َػ٥ب ٣ِچٍب
: pCَػ٥ب ٜٚ٤ظ ٢ٌشٔب
:qٜد٤ٛاس ٣حشاست ؿبس
:Tٜد٤ٛاس ٘ضد٤ه ٢ٝ٘مغ دس دٔب
: wTد٤ٛاس ٢دٔب
:Pr٣ِِٛٔٛى ُپشا٘ت
: Prt
تٛسثٛال٘غ ُپشا٘ت
ٖآٚسد ثذػت سٚ٘ذTy
ُپشا٘ت ػذد ٚ ؿذ ٔـخق َػ٥ب ٣ف٥ض٤ى ٔـخلبت ٝو ٣ٍٔٞٙب ٝو اػت كٛست ٗ٤ثذ
ٖتٛا٣ٔ ٣ٍِٕبس٤ت ُ٥پشٚف ٚ ٣خغ ُ٥پشٚف ٖلشاسداد ٢ٚٔؼب ثب ٜآٍ٘ب ٌـت ٝٔحبػج ٣ِِٛٔٛىTy
آٚسد ثذػت سا.
ثبؿٙذ٣ٔ ُ٤ر ٔٛاسد اص ُٔتـى ٜد٤ٛاس تٛاثغ ؿذ ٜداد تٛض٥ح ٝو ٕٞب٘غٛس:
ٜد٤ٛاس ٣٘ضد٤ى دس اػىبِش ٢ٞبوٕ٥ت ػب٤ش ٚ ٔتٛػظ ٢دٔب ٘٥ض ٚ ٔتٛػظ ػشػت ٢ثشا ٣٤ٞبُ٥پشٚف
ٜد٤ٛاس ٣٘ضد٤ى دس ٝآؿفت ٢ٞبوٕ٥ت ٢ثشا ٣٤ٞبَٛٔفش
10. ٢ثشا ٣٤ٞبَٛٔفش ثؼذ دسلؼٕت ٚ لشاسٌشفت ٝٔحبػج ٔٛسد دٔب ٚ ػشػت ٢ٞبُ٥پشٚف ُلج لؼٕت دس ٝو
ؿذ خٛاٞذ ٝاسائ ٝآؿفت ٢ٞبوٕ٥ت.
تٛسثٛال٘غ َٔذ ٝو ٣ٍٔٞٙبk ٤بRSM٢ِٝٔؼبد ،ثبؿذk٘ضد٤ه ٢ٝ٥٘بح ُٔؿب ُح ٢ٝ٥٘بح ٢ٝ٥ّو ٢ثشا
َدسٔذ ٝو كٛست ٖٕٞب ٝث ٣ٙ٤ؼ تغ٥٥ش ٖٚثذ ثلٛست ٘٥ض ٜد٤ٛاس ٝثk ؿذ خٛاٞذ ُح اػت.
٣ِا٘تمب ٢ِٝدسٔؼبد ٓ٥٘دا٣ٔ ٕٝٞب٘غٛسوkَٔذ دسk ْتش٣خٙجـ ٢ا٘شط تِٛ٥ذkG
13
٘شخ ْتش ٚ
َاضٕحال14
ٕٝچـ ٣٤ى ٝو ْتش ٚد ٗ٤ا ٝو داسد ٚخٛد15
ٜچب ٢د٤ٍش ٚ16
٢ٝ٥فشض ثشاػبع ٜد٤ٛاس ٣٘ضد٤ى دس اػت
٣ّٔح َتؼبد17
ٞؼتٙذ َٛحل ُلبث.دس ٖآ َاضٕحال ٘شخ ثب ٝآؿفت ٣خٙجـ ٢ا٘شط تِٛ٥ذ ٘شخ ٝ٥فشض ٗ٤ا عجك
اػت ثشاثش ٓٞ ثب ٜد٤ٛاس ٣٘ضد٤ى.
ٔغّت ٗ٤ا ثب ٝتٛخ ثب
(اِف-7)
1 1
4 2
w
k w w
p p p
U
G
y
C C k y
(اِف-8)
3 3
4 2
p
p
C k
y
٢ِٝٔؼبد د٤ٍش ٜد٤ٛاس ٝث ٘ضد٤ه ٢ٞبَّٛدسػ ٝو٣ِا٘تمب ٢ِٝدسٔؼبد ٝوk اص ٝثّى وشد ٓ٥ٞ٘خٛا ُح سا اػت
٢ِٝٔؼبد(اِف-8)ٖآٚسد ثذػت ٢ثشآ٥ٙو٣ٔ ٜاػتفبد ٜد٤ٛاس ٣٘ضد٤ى دس.
،ٔتٛػظ ٢دٔب ،ٔتٛػظ ػشػت ٓ٥ٙو٣ٔ ٜاػتفبد ٜد٤ٛاس تٛاثغ اص ٝو ٣ٍٔٞٙب ؿذ ٖث٥ب ٝو ٕٞب٘غٛسk،ٌبٔتٕب ،
ٓ٥ثبؿ ٞبٜد٤ٛاس ٢ٚس ٢ثشا ٢ٔشص ؿشا٤ظ ٍٖ٘شا ٘جب٤ذ د٤ٍش ٚ ٌٝـت ٝٔحبػج ٜد٤ٛاس تبثغ تٛػظ.
13 Turbulence kinetic energy production term
14 Dissipation rate
15 source
16 sink
17 Local equilibrium hypothesis
11. دٞذ٣ٔ ٣ِٛلج ُلبث خٛاة ُٔؼبئ اص ٣ٚػ٥ؼ ٢ٌٜؼتش ٢ثشا اػتب٘ذاسد ٢ٜد٤ٛاس تٛاثغ اص ٜاػتفبد.ٝو ٣ٍٔٞٙب
،وٙذ پ٥ذا ا٘حشاف اػت ٜآٔذ ثذػت ٖآ ٢ثشا ٜد٤ٛاس تٛاثغ ُ٥پشٚف ٝو ٣حبِت ٣ٙ٤ؼ َاٜا٤ذ حبِت اص ٖخش٤ب ؿشا٤ظ
ثبؿٙذ٣ٕ٘ ٔؼتجش ٚ َٛلج ُلبث اػتب٘ذاسد ٢ٜد٤ٛاس تٛاثغ اص ٜاػتفبد د٤ٍش.ٝو ٣اػبػ فشم ٚد ٝث ثب٤ذ ٖٔ٥ب ٗ٤دسا
ٓ٥ثبؿ ٝداؿت ٘ظش ٔذ ٜٕٞٛاس ٚ ثؼ٥بسوشد دلت اػتٜؿذ ٜاػتفبد اػتب٘ذاسد تٛاثغ ُ٥پشٚف ٖآٚسد ثذػت دس.
٣ّٔح َتؼبد ٝ٥فشض
ٜد٤ٛاس ٣٘ضد٤ى دس ٣ثشؿ تٙؾ ٖثٛد ثبثت
٤ه دس ٖخش٤ب ٝو ٣ٍٔٞٙب ٤ب ثبؿذ ٔؼىٛع فـبس ٌٖشاد٤ب تبث٥ش تحت ثـذت ٜد٤ٛاس ٣٘ضد٤ى دس ٖخش٤ب ٝو ٣ٍٔٞٙب
وشد ؿه اػتب٘ذاسد تٛاثغ اص ُحبك ٢ٞبخٛاة ٝث ثب٤ذ د٤ٍش ؿشا٤ظ ٗ٤دسا لشاسداسد ؿذ٤ذ ٣ِتؼبد غ٥ش حبِت.
2-2-غيرتؼادلي ديًار تًابغ
٘ىتٜ٢د٤ٍشٝوروشٖآدسا٤ٙدبٔف٥ذٝث٘ظش٣ٔ،سػذٖآاػتٝوتٛاثغاػتب٘ذاسد٣ٔؼشفٜؿذ٢اٝوٖٛٙتبودس
ٔٛسدآٟ٘بثحث،ؿذتٟٙب٢ثشاؿشا٤ظ٣خبكاصٖخش٤بٚتحتفشض٥بت٣خبكٔؼتجشْ٢ثبؿٙذ.ٜاػتفبداصٗ٤ا
تٛاثغ٣ٚلتاصؿشا٤ظٚفشض٥بتٜا٤ذَآدٚس٣ٔ،ٓ٤ٛؿد٤ٍشسٚؽ٣ٙٔغٕئ٘خٛاٞذثٛد.ٗ٤افشض٥بتدس٣٘ضد٤ى
ٜد٤ٛاسػجبستٙذاص:
ٖخش٤بٚد٢ثؼذثش٢ٚسكفحبتتختٚ٤بكفحبت٢داساؿؼبع٢ا٘حٙبثبال
تٙؾ٣ثشؿثبثتدس٣٘ضد٤ىٜد٤ٛاس
َتؼبد٣ٔٛضؼٖخش٤ب
٘ضد٤هٖثٛدٝثٜد٤ٛاس
ٗ٥ٔحممٝتٛا٘ؼتا٘ذثبٚاسدٖوشداثشاتٌٖشاد٤ب٢ٞبٔؼىٛعفـبس(تٛا٘ذ٣ٔ ٝؤٙدشٝثخذا٤ؾٖخش٤بٌشدد(ٚ
٘٥ضاثشات٣غس٣ِتؼبددسفشض٥بت،خٛد٣تٛاثؼساٝثدػتث٥بٚس٘ذٝوًباكغالحتٛاثغد٤ٛاس٢٣ِغ٥شتؼبد18
ٜ٘بٔ٥ذ
ْ٢ؿٛ٘ذ.ٗ٤اتٛاثغ٢ثشاٜاػتفبددسخش٤ب٘بت٠پ٥چ٥ذُٔؿب
خذا٤ؾٖخش٤ب19
18 Nonequilibrium wall function
13. (اِف-12)
2
3
2
3
4
2
0 p
t
lw
p
l
k
y y
y
y
kk y yy y
y yyk
C yy y
k y y
C C
دٔب ٚ ػشػت ُ٥پشٚف ٖآٚسد ثذػت فشض٥بت ثب ّٝٔؼئ ؿشا٤ظ ٝو ٣حبالت ٢ثشا ٜد٤ٛاس تٛاثغ ؿذ روش ٝو ٕٞب٘غٛس
داد خٛاٞذ َٛلج ُلبث خٛاة ثبؿذ ٝداؿت ٣ٕ٘ٞخٛا.ٖآٚسد ثذػت دس ٜؿذ ْا٘دب فشض٥بت اص ٝو ٣ٍٔٞٙب ٣ِٚ
٢ٞبَٔذ اص ثب٤ذ حبالت ٗ٤دسا ٝو ٓ٥ثبؿ ٝداؿت سا كح٥ح خٛاة ا٘تظبس ٘جب٤ذ د٤ٍش ٓ٥ثبؿ ٝداؿت ا٘حشاف ٞبُ٥پشٚف
ٜد٤ٛاس ٘ضد٤ه23
ٜؿذ اكالح ٜد٤ٛاس تٛاثغ اص ٤ب24
وشد ٜاػتفبد.
وشد ٜاؿبس ص٤ش ٔٛاسد ٝث ٖتٛا٣ٔ ثذٞذ دػت اص سا خٛد اػتجبس ٜد٤ٛاس تٛاثغ تب ؿٛد٣ٔ ثبػث ٝو ٢ٔٛاسد ّٕٝخ اص:
ٗ٥پبئ س٤ِٙٛذص ثب ٖخش٤ب ٚخٛد
ػغح ٢ٚس ٔىؾ ٤ب دٔؾ ٚخٛد
٢ٔشص ٝ٤ال ٖؿذ خذا ٚ ٔؼىٛع فـبس ٌٖشاد٤ب ٚخٛد
٢ٛل ٣ٕحد ٢٘٥شٚٞب ٚخٛد(٣اِىتشٚٔغٙبع٥ؼ ٢ٚ٘٥ش ٤ب ٢ؿٙبٚس ُٔث)
ٜد٤ٛاس ٘ضد٤ه ٖخش٤ب ٖؿذ ٢ثؼذ ٝػ
3-ٍيافت بُبًد يٌديًار تًابغ
٘ضد٤ه دس ٢اٝ٤ال ٚد َٔذ اثتذا ثٟتشاػت ؿٛد ٖث٥ب ٣ٔغّج ٝ٤بفت ثٟجٛد ٢ٜد٤ٛاس تٛاثغ ٢ٜدسثبس ٝا٤ٙى اص ُلج
ٓ٥ٞد لشاس ٣ثشسػ ٔٛسد سا ٜد٤ٛاس.اػت ٢اٝ٤ال ٚد َٔذ ٗ٥ٕٞ ٝ٤بفت ثٟجٛد ٢ٜد٤ٛاس تٛاثغ اػبع ٝو چشا.
23 Near wall model
24 Enhanced wall function
14. 3-1-ايٍالي دي مدل25
د٤ٛاس ٘ضد٤ه ٢ٝ٥٘بح ٣ٙ٤ؼ ٔدضا لؼٕت ٚد ٝث ُح ٢ٝ٥٘بح ٢اٝ٤ال ٚد َٔذ دس26
ٔغـٛؽ ًالٔوب ٢ٝ٥٘بح ٚ27
ثلٛست ٝد٤ٛاسو اص ٢ػٕٛد ّٝفبك ٢ٝ٤پب ثش ٔغـٛؽ س٤ِٙٛذص ػذد تٛػظ ٣٘ٛاح ٗ٤ا ٝو ؿٛد٣ٔ ٓ٥تمؼ
(اِف-13)
Rey
y k
ٌشد٘ذ٣ٔ خذا ٕٞذ٤ٍش اص ؿٛد٣ٔ ٖث٥ب.
٢اِٝٔؼبد ٤ه َٔذ ٝٚ٤ؼىٛص٤ت تبث٥ش تحت ٢ٝ٥٘بح دسSpalart-Allmarasٝ٥٘بح دس ٝحبِ٥ى دس ٌشدد٣ٔ ُح
َٔذ ٣٘ٚث٥شk ٌشدد٣ٔ ُح ُٔوب ثغٛس.
ٝآؿتف ٖخش٤ب ٔم٥بع ٖصٔب ٖٔ٥ب اص ٣ٙ٤ؼ ٝآؿفت ٖدسخش٤ب ٟٓٔ ٔم٥بع ٚد اص ٣٤ى ٢اِٝٔؼبد ٤ه ٢ٔذِٟب دس28
ٚ
ٝآؿفت ٖخش٤ب ٔم٥بع َٛع29
٣ِا٘تمب ِٝٔؼبد ًالٕٛٔؼ ٝو ٣ِا٘تمب ِٝٔؼبد ٤ه ثب ٜٕٞشا ،٣٤ىkؿٛد٣ٔ ُح اػت.
َٔذSpalart-Allmarasداسد ٞٛافضب ٢وبسثشدٞب ٚ ؿٛد٣ٔ ٔحؼٛة ٗ٥٤پب س٤ِٙٛذص اػذاد ٢ثشا ٔٛثش َٔذ.
َٔذ ٣ّداخ ٢ٝ٥٘بح دس ٢اٝ٤ال ٚد َٔذ دسk l(٢اِٝٔؼبد ته َٔذ ٣ٙ٤ؼSpalart-Allmaras٣حبِت ٢ثشا
ٝآؿفت ٔم٥بع َٛع ٝوlِٝٔؼبد ثب ٜٕٞشاkؿٛد٣ٔ ُح)تٛػظ َاضٕحال ٘شخ ٚ ٌ٥شد٣ٔلشاس اػتفبد ٔٛسد
آ٤ذ٣ٔ ثذػت ص٤ش ٢خجش ٢ٝساثغ:
(اِف-14)
3
2k
L
ٚtٌشدد٣ٔ ٖث٥ب ص٤ش ثلٛست:
25 Two layer model(mixing length model)
26 Viscosity affected region
27 Fully turbulent region
28 Turbulent time scale
29 Turbulent length scale
15. (اِف-15)t C k L
ٔم٥بع َٛع ٝوLٜٔ٥شاؿٛ٘ذ تٛاثغ تٛػظ30
اػتٜؿذ ٝاسائ ص٤ش ثلٛست دس٤ؼتٗ٤ٚ:
(اِف-16)
Re
[1 exp( )]
Re
[1 exp( )]
y
l
y
l
L C y
A
L C y
A
اػت ص٤ش كٛست ٝث ٞبپبسأتش ٖآ دس ٝو:
(اِف-17)
3
4
Re
2.5
62.5
2 5
y
l
l
y k
C C
A
A C
ًالٔوب ٝ٥٘بح ٚ ٣ّداخ ٝ٥٘بح ٤ب ٝٚ٤ؼىٛص٤ت تبث٥ش تحت ٢ٝ٥٘بح ٗ٥ث ٔشص ٢اٝ٤ال ٚد ٢ثٙذَٛٔفش دستٛػظ ٔغـٛؽ
Reyٝو ؿٛد٣ٔ ٔـخقRe 200y ٣ٙ٤ؼ اػت ٝ٥٘بح ٚد ٗ٤ا ٗ٥ث ٔشص ث٥بٍ٘ش:
(اِف-18)
200
y
k
د٤ٍش ٔشاخغ اص ٣ثؼض دس ٚ
(اِف-19)
(20)Ln A
y
k
30 Damping function
16. ٝ٘مغ دس پغRe 200y ٢ثشا ٣ٙ٤ؼ ؿٛد٣ٔ ػٛم ٖ٘بٌٟب ٖخش٤ب ٢ثشا ٝثىبسسفت َٔذRe 200y ِٝٔؼبد ٖٕٞب
k ٚ ٌشدد٣ٔ ُحtثلٛست
2
t
k
C
ؿٛد٣ٔ تؼش٤ف.ِٝٔؼبد ٢ثشا ٝدسحبِ٥ىRe 200y ِٝٔؼبد ثب ٜٕٞشا
٢خجشٚ ٌشدد٣ٔ ُحtآ٤ذ٣ٔ ثذػت ص٤ش ٢ٝساثغ اص.
(اِف-20)t C k L
دس ٞبَٔذ ٣٘٘بٌٟب ٖؿذ ػٛم ٣ٙ٤ؼ أش ٗ٤ا ٝوRe 200y ٔحؼٛة ٢اٝ٤ال ٚد َٔذ ٢ثشا ضؼف ٝ٘مغ ٤ه
اػت ٝ٤بفت ثٟجٛد ٢ٜد٤ٛاس تٛاثغ ٖآٔذ ثٛخٛد اػبع ٚ ٌشدد٣ٔ.
3-2-ٍيافت بُبًد يٌديًار تًابغ
دس ،َٔذ ٣٘٘بٌٟب تغ٥٥ش ٌشد٤ذ روش ٣ّلج لؼٕت دس ٝو ٕٞب٘غٛسRe 200y َٔذ دس ضؼف ٢ٝ٘مغ ٤ه ٖثؼٙٛا
ٌشدد٣ٔ ٔحؼٛة ٢اٝ٤ال ٚد.ٜوٙٙذ ٔشتجظ تبثغ ٤ه اص ضؼف ٢ٝ٘مغ ٗ٤ا ٖثشد ٗ٥ث اص ٢ثشا31
ٝو ؿٛد٣ٔ ٜاػتفبد
ٝث ٚ ٤ىٙٛاخت ٚ ٕٞٛاس ثلٛست سا ٣ّداخ ٢ٝ٥٘بح دس ٢اِٝٔؼبد ٚد َٔذ اص ٜآٔذ ثذػت ٔغـٛؽ ٢ٝٚ٤ىؼٛص٤ت
ػبصد٣ٔ ٔشتجظ ٔغـٛؽ ًالٔوب ٢ٝ٥٘بح دس ٔغـٛؽ ًالٔوب ٖخش٤ب ٢ٝٚ٤ؼىٛص٤ت ٝث ٣ٔآسا.٣ٙ٤ؼ:
(اِف-21), ,2(1 )t enh t t layer
ٝو
,2: t layerاػت ٢اٝ٤ال ٚد َٔذ اص ُحبك ٣ّداخ ٢ٝ٥٘بح دس ٔغـٛؽ ٢ٝٚ٤ؼىٛص٤ت.
: tٜآٔذ ثذػت ٔغـٛؽ ًالٔوب ٢ٝ٥٘بح دس ٔغـٛؽ ٢ٝٚ٤ؼىٛص٤تَٔذ اصk ٤ب
RSMاػت.
: ٜوٙٙذ ٔشتجظ تبثغ
31 Blending function
17. كفش ػٕت ٝث د٤ٛاس ٣٘ضد٤ى دس ٚ ٤ه ثشاثش د٤ٛاس اص دٚس ٝ٥٘بح دس ٝو اػتٜؿذ تؼش٤ف ٢اٍٝ٘ٛث ٜوٙٙذ ٔشتجظ تبثغ
وٙذ٣ٔ ُ٥ٔ.ثٛد خٛاٞذ ص٤ش ثلٛست ٜوٙٙذ ٔشتجظ تبثغ ؿذ ٖث٥ب ٝآ٘چ ٝث ٝتٛخ ثب.
(اِف-22)
Re Re1
[tanh( )]
2
y y
A
ٝوRe 200y
اػتٚAاػت ٣ثبثتٌشدد٣ٔ ٖث٥ب ص٤ش ثلٛست ٝو:
(اِف-23)
Re
tanh(0.98)
y
A
Reyٗ٥ث5%تب20%Rey
ٌ٥شد٣ٔ خٛد ٝث سا.ٖآٚسد ثذػت اص پغ,t enhػشػت ٢ثشا ٜد٤ٛاس تبثغ ثب٤ذ
ِضج ٝ٤ال ص٤ش ٢ٝ٥٘بح ٣ٙ٤ؼ د٤ٛاس ٘ضد٤ه ٢ٝ٥٘بح ُو دس ٤ىٙٛاخت ٚ ٝ٤ىپبسچ ٖٛ٘لب ٤ه ثلٛست ٘٥ض ٗ٥ٍ٘ٔ٥ب32
ٚ
ثبفش ٢ٝ٥٘بح33
ٔؼـٛؽ ًالٔوب ٢ٝ٥٘بح ٚ34
ؿٛد ٖث٥ب.وبدس تٛػظ ٝو ص٤ش ثلٛست تبثغ ٤ه تٛػظ وبس ٗ٤ا35
ٌ٥شد٣ٔ ْا٘دب ؿذ پ٥ـٟٙبد:
(اِف-24)
1
lam turbU e U e U
ٜوٙٙذ ٔشتجظ تبثغ ٝوٌشدد٣ٔ تؼش٤ف ص٤ش ثلٛست:
(اِف-25)
4
( )
1
a y
by
ٌشدد٣ٔ ٖث٥ب ص٤ش ثلٛست ٘٥ض دٔب ٢ثشا ٜد٤ٛاس ٚتبثغ:
32 Viscous sublayer
33 Buffer layer
34 Fully turbulent region
35 Kader
18. (اِف-26)
1 1
14 2( )w p p p
lam turb
T T C C k
T e T e T
q
(اِف-27)
4
(Pr )
1 Pr
a y
b y
ٝوaٚbٞؼتٙذ ثبثت اػذاد.
4-ٌديًار تًابغ ريي بر سطح زبري اثرات
ؿٛد ٓ٥تمؼ ٝدػت ٚد ٝث تٛا٘ٙذ٣ٔ ٢صثش ٢ٞبٖإِب ٣ّو عٛس ٝث:
٘ٛعk36
٘ٛعd37
٘ٛع دس ٝوk٘ٛع دس ٝدسحبِ٥ى ثبؿذ٣ٔ ٢صثش استفبع اص ٣تبثؼ فمظ ٢صثش َا٘تمب ْتش ،dٖٔ٥ب دس ٣ِخب ٢فضب
٣خبسخ ٔم٥بع ٝث فمظ ٢صثش َا٘تمب ْتش ٚ اػت وٛچه ثؼ٥بس ٢صثش ٢ٞبٖإِب(ِِٝٛ ؿؼبع ًالٔث)داسد ٣ٍثؼت.
ًٙ٥ؿّ٥خت38
َػب دس(1968)ٜ٘٥ىٛسادص ٚ39
(1932)٘ٛع ٢صثش ٢ثشا ٝو داد٘ذ ٖ٘ـبk٢صثش س٤ِٙٛذص ػذد40
eqk
رسات ثب َٔؼبدٝٔبػ41
eqkثلٛست
(اِف-28)
eq
eq
k
k U
36 k-type
37 d-type
38 Schilichting
39 Nikuradse
40 Equivalent sand grain roughness Reynolds number
41 Sand grain equivalent roughness
19. ؿٛد٣ٔ تؼش٤ف.لشاسٌ٥شد ٜاػتفبد ٔٛسد صثش ٢ٜد٤ٛاس ٔغـٛؽ ٓ٤سط ٢ثشا ٝؿٙبػ ٤ه ٖثؼٙٛا تٛا٘ذ٣ٔ ٝو.دس
ثبال ٢ِٝٔؼبدU٣اكغىبو ػشػت42
ٚٚ ٣ػ٥ٕٙبت٥ى ِضختeqkاػبع ٗ٤ثشا ٝو اػت ٝٔبػ رسات ٢صثش ثب ثشاثش
ؿذ ٖث٥ب ص٤ش ثـشح ٜد٤ٛاس ٘ضد٤ه ٔغـٛؽ ٖخش٤ب ٢ثشا ٖخش٤ب ٓ٤سط ٘ٛع ٝػ.
رصینجزیبىتَصيفهشبّذاتآسهبیشگبّي
5
eq
eq
k
k U
دسٗ٤احبِتٞ٥چ٢اثشاص٢صثشثش٢ٚسٖخش٤بٜٔـبٞذ٣ٕ٘،ؿٛد
ٗ٤ثذٔؼٙبٝوضش٤تاكغىبنِِٝٛتٟٙب٣تبثؼاصػذدس٤ِٙٛذص
ٔتٛػظِِٝٛاػتٗ٤آ٤سطدسٛٔلؼ٥ت٣ٞبئٜٔـبٞذ٣ٌٔشددٝو
ا٘ذاص٢ٜ٢صثشآ٘مذسس٤ضاػتٝو٣ٍثشخؼت٢ٞبػغحٔحذٚدٚدس
ُداخص٤ش٢ال٢ِٜضجلشاسداسد.ٗ٤ثٙبثشاٞشٌٝ٘ٛ٣اغتـبؿٝودس
اثشثشٕٞىٙؾٖخش٤بثب٢صثشٜد٤ٛاسُحبكؿٛد،دسٗ٤اٝ٥٘بحٚٝث
ٚاػظ٢ٜاثشاتغبِتِضختٖخش٤بٔ٥شا٣ٔؿٛد.ٗ٤آ٤سطسااص
ٝ٘مغ٘ظش٣ٞ٥ذسٚد٤ٙبٔ٥ى٤ب،٣آ٤شٚد٤ٙبٔ٥ىًباكغالحكبف43
٣ٔ٘بٔٙذ.
5 (70 90)
eq
eq
k
k U or
دسٗ٤احبِت٤ه٘ٛعافضا٤ؾدسٔمبٚٔتٖخش٤بٜٔـبٞذ٣ٔ،ؿٛد
ٗ٤ثذٔؼٙبٝوضش٤تاكغىبنٖٕٞضٔب٣تبثؼاصػذدس٤ِٙٛذص
ٔتٛػظٚ٢صثش٣٘ؼجِِٝٛeqk R٣ٔثبؿذ.ٗ٥ٕٙٞچٜٔـبٞذ
اػتٜؿذٝوثبافضا٤ؾٔمذاسeqk٣ٍٚاثؼتضش٤تاكغىبنٝثػذد
س٤ِٙٛذصٔتٛػظٖخش٤بضؼ٥فتشٚ٣ٍٚاثؼتٖآٝث٢صثشػغح
افضا٤ؾخٛاٞذ٤بفت.ٗ٤آ٤سطساًباكغالحٓ٤سطٌزسا44
٣ٔ٘بٔٙذ.
ٗ٤احبِتٔشثٛطٝث٣ٔٛالؼاػتٝو٣ٍثشخؼتػٙبكش،٢صثش
42 Friction velocity
43 Smooth
44 Transient
20. ٢ص٤شالِضجسا٘٥ضپٛؿؾٜدادٚپؼبٚٔمبٚٔتا٤دبد ٣اضبفٜؿذ
٣٘بؿ٢اصپؼب٣ّؿى٣٘بؿاصٗ٤ا٣ٍثشخؼتٞب٣ٔثبؿذ.
(70 90)
eq
eq
k
k U or
دسٗ٤ا،حبِتافضا٤ؾ٢ث٥ـتشدسٔمبٚٔتدسُٔمبثٖخش٤بٜٔـبٞذ
ٜؿذٖٚٔ٥ضا٣ٍٚاثؼتضش٤تاكغىبنٝثػذدس٤ِٙٛذصٔتٛػظ
ٖخش٤بوبٔالاصٗ٥ثٝسفتٚضش٤تاكغىبنوبٔال٣تبثؼاص٢صثش
٣٘ؼجخٛاٞذؿذ.ٗ٤آ٤سطسا،ًباكغالحٓ٤سطًبٔتٕبصثش45
٣ٔ٘بٔٙذ
ٚٔختق٣ٔٛالؼاػتٝوا٘ذاص٢ٜ٣ٍثشخؼت٢صثش،ٞبثؼ٥بسثضسٌتش
اص٢ص٤شال٢ِٜضجٚ٣٘بح٢ٜثبؿذ٣ٔ ٌزسا.دسٗ٤ا٘ٛعٓ٤سط،ٞب
ٔمبٚٔتدسُٔمبثٖخش٤بًبػٕذتٝثٚاػظ٢ٜ٢پؼب٣٘بؿاص
٣ٍثشخؼت٢صثشٞباػت.
ْالصٝث٢٤بدآٚساػتٝو٤ىٙٛاختٖثٛدا٘ذاص٢ٜ٢صثشٞبدسآصٔب٤ؾٜ٘٥ىٛسادصٚٗ٥ٕٙٞچدسدػتٖ٘جٛدُؿى
٢صثشٞبٚٝ٘دا٢ٞبٔبع٢ٜٝثوبسٌٝشفت،ٜؿذٔٙدشٝثث٥ؾ ٢ػبصٜػبداصحذ٘تب٤حٚآصٔب٤ـبتٜ٘٥ىٛسادص
اػتٜؿذ.٣آصٔب٤ـبتٝودس،آٟ٘ب٢صثشػغٛحتٟٙبٝثٚاػظ٢َٜٛعٔـخق٢أٜـخقاػتٜؿذ.دسُٔؼبئ
،٣ٟٔٙذػ٢صثشػغٛحٝثعٛسُلبث٣ٟتٛخ٢داساَاؿىبٜپ٥چ٥ذٚ٣ٔتٙٛػ٣ٔثبؿذ.ٝثٖػٙٛا٤ه٘ت٥ح٢ٜ،٣ّو
غ٥شٕٗٔىاػتٝوٖثتٛاًأٙحلشٞشػغحصثشساتٛك٥ف،ٕ٘ٛدچشاٝو٣ٞشػغحُٔؿبتؼذادثؼ٥بسص٤بدٚدس
ٗ٥ػَحبع٥فٔتٙٛع٢اص"ٔم٥بع٢ٞب٢صثش46
"ٜثٛدِٚزاخٟتتؼش٤فُؿى٢صثش،ٞب٘٥بصٝثع٥ف٣ٚػ٥ؼاص
ا٘ذاصٜ٢ٞبٔم٥بع٣ٔثبؿذٝثٜٚػالٞش٣ّؿىاص٢صثش،ػغٛحٖٔ٥ذاٖخش٤بساٝثٛ٥ؿ٢ٜخبفخٛدٔٛسدتبث٥ش
لشاس٣ٔدٞذ.ٗ٤اأشثبالخق٢ثشآ٤سطٌزساٝو٣ٕ٤سط٘بپب٤ذاساػتٚدسٖآاصٝ٘مغ٘ظش٣ٞ٥ذسٚد٤ٙبٔ٥ىػغح
ٝ٘وبٔالكبفاػتٚٝ٘وبٔال،صثشكبدقاػت.لشاس ٜاػتفبد ٔٛسد آصٔب٤ـبت دس ٝو ٞب٢صثش اص ٕٝ٘ٛ٘ ٝػ ص٤ش دس
اػتٜؿذ ٜداد ٖ٘ـب ٌ٥شد٣ٔ.
45 Fully Rough
46 Roughness Scales
21. ٜؿذ ٜتبث٥ذ ٓٞٝث ٢ٞبٓ٥ػ
47
داس ػٛساخ ٢ٝكفح
48
ٜػٙجبد وبغز
49
شکلالف-2-آسهبیشگبّي کبربزد بزای ُشذ سبسیِشبي سبز سطَح اس ًًَِو چٌذ
ٝثعٛس،٣تبس٤خاثشات٢صثش،ػغحثبٜاػتفبداص٤هسٚؽ٣تمش٤جٚثبٔشخغٖدادٝث٘تب٤ح٣آصٔب٤ـٜ٘٥ىٛسادص
َٔذ٣ٔؿٛد.ٗ٤إُػثبٔـخقٖٕ٘ٛدٞشػغحصثشٝثوٕه٤ه"٢صثشٝٔبػ٢أَؼبد"ٝواخبص٢ٜ
٣ٕ٘ٞخٛاثب٘تب٤حٜ٘٥ىٛسادصسا٣ٔ،دٞذكٛست٣ٌٔ٥شد.ٚاضحاػتٝؤحذٚد٤تٗ٤اسٚؽٖآاػتٝو٣ٕٖ٘تٛا
ْتٕبػغٛحصثشٔٛخٛددسِٝٔؼبساٝثوٕه٤ه"ٔم٥بع٢صثشٖ٤ىؼبٚٝ٘٤ٍب"ٔـخقٕ٘ٛدأبآصٔب٤ـبت
ٖ٘ـبٜدادا٘ذٝوٗ٤اسٚؽدسٓ٤سطًبٔتٕبصثش50
،ٝودسٖآُ٥پشٚفػشػت٣ٍٚاثؼت٣ضؼ٥فٝثخضئ٥بت٢صثشػغح
47 Woven wire mesh
48 Perforated plate
49 Sand paper
50 Fully Rough Regime
23. اػت ٜثٛد ٣ؿٙبػبئ ُلبث ٔغـٛؽ ٢ٔشص ٝ٤ال دس ٔـخق ٝ٥٘بح ٚد ٜٕٞٛاس ٣ٞآصٔب٤ـٍب ٘تب٤ح تفؼ٥ش اػبع ثش.
اػتٜؿذ ٜداد ٕ٘ب٤ؾ ص٤ش ُؿى دس ٝو.
٣ّداخ ٢ٝ٥٘بح53
٣خبسخ ٢ٝ٥٘بح54
شکلالف-4-هغشَش هزسی ِالی در هختلف ًَاحي
53 Inner region
54 Outer region
24. ٖٔ٥ّ٥ىب55
(1938)٣ٕ٘ٞپٛؿب ٢ٝ٥٘بح ْثٙب ٢د٤ٍش ٢ٝ٥٘بح ٣خبسخ ٚ ٣ّداخ ٢ٝ٥٘بح ٗ٥ث ٝو داد پ٥ـٟٙبد56
داسد ٚخٛد ثبال ٣وبف ٜا٘ذاص ٝث س٤ِٙٛذص ثب ٣٤ٞبٖخش٤ب ٢ثشا.٣٘ٛاح ٢ثشا ٜد٤ٛاس ٗ٥٘لٛا ٓ٥ٞخٛا٣ٔ لؼٕت ٗ٤دسا ٝو
ٓ٥ٙو ٖث٥ب سا ٣ٕ٘ٞپٛؿب ٚ ٣خبسخ ٣ّداخ.
5-زبر سطح براي ٌديًار قاوًن
ُپشا٘ت ٔـبٞذات اػبع ثش(1932)ػشػت ُ٥پشٚف دس ٌزاس اثش ٚ ٟٓٔ ثؼ٥بس پبسأتش ٚد ٣ثشؿ تٙؾ ٚ ٝٚ٤ؼىٛص٤ت
ٝو ٣ثلٛست ثبؿذ٣ٔ ٣ّداخ ٝ٥٘بح دس:
(اِف-29)( , , , )i wU f y
ٝو ٣ثلٛست اػت ُٔؼتم ٝٚ٤ؼىٛص٤ت اص ػشػت ُ٥پشٚف ثبال س٤ِٙٛذص ثب ٣خبسخ ٝ٥٘بح ٢ثشا ٚ:
(اِف-30)0 0( , , )eU U f y U
ٝو0Uثبؿذ٣ٔ ٣خبسخ ٝ٥٘بح دس ػشػت ٔم٥بع ٤ه.سٚتب57
(1962)ٝث ثبال ٔؼبدالت ٢اثؼبد ُ٥ّتح عش٤ك اص
سػ٥ذ ص٤ش ٘تب٤ح.
(اِف-31)( )iU f y
(اِف-32)0
0
( )eU U
f
U
ٝو
y
55 Millikan
56 Overlap region
57 Rotta
25. U
U
U
yU
y
w
U
ٚifٚ0fثبؿٙذ٣ٔ ٣خبسخ ٚ ٣ّداخ ٢ٝ٥٘بح دس ثؼذ ٣ث ٣تٛاثؼ.ِٝٔؼبد ٝث(اِف-30)یُدیَار قبًَى
کالسيک58
ُٔوب ٝتـبث ثش دالِت ٚ ؿٛد٣ٔ ٌٝفت ٣ّداخ ٢ٝ٥٘بح ٢ثشا59
(س٤ِٙٛذص اػذاد ٝث ٣ٚاثؼتى ْػذ ٣ٙ٤ؼ
داسد ٣ّداخ ٢ٝ٥٘بح دس)ِٝٔؼبد ٚ(اِف-31)٘مق ٖٛ٘لب ٝث60
دس ُٔوب ٝتـبث ٤ه ٢ٜدٞٙذ ٖ٘ـب ٚ اػت ٔؼشٚف
ثبؿذ٣ٔ ٣خبسخ ٢ٝ٥٘بح.٢ثشا ٔم٥بع ػشػت ٝػ ٣ّو ثغٛس0Uاػتٜؿذ پ٥ـٟٙبد:
٣اكغىبو ػشػت ٣ػٙت ٢ٞب٢تئٛس ثشاػبعUٝپز٤شفت ٣خبسخ ٝ٥٘بح دس ٔم٥بع ػشػت ٖػٙٛاٝث
ؿٛ٘ذ٣ٔ.
خشج61
ّٛ٥وبػت ٚ62
(1997)ثب ٔتٙبػت ثب٤ذ ٣خبسخ ػشػت ٔم٥بع ٝو سػ٥ذ٘ذ ٝ٘ت٥د ٗ٤ا ٝثeU
ثبؿذ ٣خبسخ ػشػت ٣ٙ٤ؼ.
ِٛصاٌبس63
اػٕ٥ت ٚ64
وشد٘ذ تؼش٤ف ص٤ش ثلٛست ٣خبسخ ٔم٥بع ػشػت ٤ه:
(اِف-33)
1
0
0
(1 ) ( )e e
e
U y
U U d U
U
ٝو
ثبؿذ٣ٔ ٢ٔشص ٝ٤ال دس ٣خبثدبئ ضخبٔت.
58 Classic law of the wall
59 Complete similarity
60 Defect law
61 George
62 Castilo
63 Zagarlo
64 Smits
26. ٝتـبث ٝ٤٘ظش ٣خبسخ ػشػت ٔم٥بع ٖوشد پ٥ذا ٢ثشا ٔم٥بع ٤ه ٣٤وبسآ ٔؼ٥بس65
ثبؿذ٣ٔ.ثب٤ذ اػبع ٗ٤ا ثش
ٔجٙب ٔم٥بع ثب وٕ٥ت ٤ه ٢ػبصثؼذ٣ث ٍْٞٙب(٣خبسخ ػشػت ا٤ٙدب دس)دس وٕ٥ت ٖآ ُ٥پشٚف ٗ٥ث ُٔوب ٝتـبث
ثبؿذ ثشلشاس ثب٤ذ ُح ٢ٝ٥٘بح ُو.٣خبسخ ػشػت ٔم٥بع تٛػظ ٔتٛػظ ػشػت ٢ػبصثؼذ٣ث ٍْٞٙب َٔثب ٢ثشا
ٌشدد ُح ٢ٝ٥٘بح ُو دس ٝٔـبث ػبختبس ٢داسا ٔتٛػظ ػشػت ُ٥پشٚف ثب٤ذ.ٖثٛد ٔف٥ذ ٤ب ٣٤وبسا ٝدسخ ٔؼ٥بس ٗ٤ا
وٙذ٣ٔ ٖث٥ب سا ٣خبسخ ػشػت ٔم٥بع ٤ه.ٔٛفم٥ت ٣٤وبسآ ؿشا٤ظ اص ٣ثؼض دس فٛق دس ٜؿذ ٌٝفت ٔم٥بع ٝػ
وٙٙذ٣ٔ ُٕػ ٘بٔٛفك ؿشا٤ظ اص ٣ثؼض دس ٚ آٔ٥ض.
5-1-َمپًشاوي يٍواحي براي ديًار قاوًن
ِب را ّوپَشبًي یًِبحي در هتَسط سزعت پزٍفيل بتَاًذ ِک هٌبسبي قبًَى تَربَالًس جزیبى در
است ُبَد ِهببحث ٍ ِهجبدل هَرد ُّوَار کٌذ بيبى درستي.ایي کزد دقت بسيبر بذاى ببیذ ِک ایًِکت
خبرجي یًِبحي در هقيبس طَل ٍ داخلي یًِبحي در هقيبس طَل ِک است()بسيبر پبراهتز یک
ببشٌذهي ًَاحي ایي در هتَسط سزعت پزٍفيل در هْن.،ّوپَشبًي یًِبحي در ِصَرتيک در
است دیَار اس ِفبصل هقيبس طَل تٌْب ٍ است ّبسهقيب طَل توبهي اس هستقل ٌالکبه جزیبى دیٌبهيک
است گذار اثز بسيبر هتَسط سزعت پزٍفيل بز ِک.
سزعت پزٍفيل بز ِک دارد ٍجَد هختلفي ّبیتئَری ّوپَشبًي یًِبحي بزای هغشَش جزیبى در
ّوپَشبًي ٍ خبرجي ،داخلي یًِبحي ِس سیز شکل در ِک است حبکن ّوپَشبًي یًِبحي در هتَسط
استُشذ هشخص ًالکبه.
65 Similarity hypothesis
27.
شکلالف-5-هغشَش هزسی ِالی در هختلف ًَاحي
اػت ٔؼشٚف د٤ٛاس ٣ٍِٕبس٤ت ٖٛ٘لب ٝث ٣ٕ٘ٞپٛؿب ٢ٝ٥٘بح دس ػشػت ُ٥پشٚف ٢ثشا والػ٥ه ٢تئٛس ٗ٥ِٚا.٢اٜػذ
٣٘تٛا ٖٛ٘لب ْثٙب ٢د٤ٍش سٚؽ ٣ٍِٕبس٤ت د٤ٛاس ٖٛ٘لب ٚ ٣تدشث ٘تب٤ح ٗ٥ث ٣ٍٙٞ٘بٕٞب ثؼّت ٗ٥ٔحمم اص66
ٖثؼٙٛا سا
پشداخت ٓ٥ٞخٛا ٖٛ٘لب ٚد ٞش ٣ثشسػ ٝث ثؼذ لؼٕت دس ٝو وشد٘ذ ٜاػتفبد ٗ٤خب٤ٍض ٤ه.
ثحث ٣ٕ٘ٞپٛؿب ٝ٥٘بح دس ٔتٛػظ ػشػت ُ٥پشٚف تـش٤ح ٢ثشا ٣٘تٛا ٖٛ٘لب ٚ ٣ٍِٕبس٤ت ٖٛ٘لب ا٘تخبة ٗ٥ث ٜٕٞٛاس
ثبؿذ٣ٔ ٗ٥ٔحمم اص ٢ثؼ٥بس تحم٥ك ٔٛسد ٜٕٞٛاس ٚ ٜثٛد ِٝٔدبد ٚ.ٓٞثش ٣اسخح٥ت ٞ٥چ سٚؽ ٚد ٗ٤ا ُدسو
َٔذ ٣ٕ٘ٞپٛؿب ٢ٝ٥دس٘بح سا ػشػت ُ٥پشٚف تشدل٥ك ٚ ثٟتش وذأ٥ه ٝو اػتٜ٘ـذ اثجبت ٘٥ض ٚ ٞٙٛص ٚ ٘ذاس٘ذ
وٙذ٣ٔ.ٚ٤ه ٢ٝ٥٘بح ٢ثشا ٣٘تٛا ٖٛ٘لب ٝو اػت ٗ٤ا ٓ٥ٙو دلت ٖثذا ثب٤ذ ٝو ٝ٘ىت ٤ه ٣ِٚ67
اػت كبدق ٘٥ض.
اِف ُؿى دس ٝو اػت ٣خبسخ ٢ٝ٥٘بح ٣ّداخ لؼٕت ٚ ٣ٕ٘ٞپٛؿب ٢ٝ٥٘بح ٗ٥ث ٢ٝ٥٘بح ٚ٤ه ٢ٝ٥٘بح-5
اػتٜؿذ ٔـخق.ؿٛد ٜاؿتجب اػت ُ٤ٛا٤شف ٤ب ٝ٘اػتٛا پـت دس ٝو ٣ٚ٤ى ٝ٥٘بح ثب ٘جب٤ذ ٚ٤ه ٢ٝ٥٘بح ٗ٤ا.
66 Power law
67 Wake
28. 5-1-1-لگاريتمي قاوًن68
ؿذ خٛاٞذ ٖث٥ب ٛ٘ح ٗ٤ثٟتش ٝث ٣ٍِٕبس٤ت ٖٛ٘لب تٛػظ ٔتٛػظ ػشػت ُ٥پشٚف والػ٥ه ٢ٞب٢تئٛس ثشاػبع.
والٚصس69
(1954)ٖٔ٥ّ٥ىب ٚ70
سا ٣ٍِٕبس٤ت ػشػت ُ٥پشٚف ثتٛا٘ذ تب ثشد ثىبس ٓٞثب سا ٘مق ٖٛ٘لب ٚ ٜد٤ٛاس ٖٛ٘لب
ٓ٤داس ٣ّداخ ٢ٝ٥٘بح ٣خبسخ لؼٕت ٢ثشا ٝثلٛست٥ى ث٥بٚسد ثذػت كبف ٜد٤ٛاس ٢ثشا:
(اِف-34)1
( )U Ln y B
ٓ٤داس ٣خبسخ ٢ٝ٥٘بح ٣ّداخ لؼٕت ٢ثشا ٚ
(اِف-35)
0
1
( )eU U y
Ln A
U
ٝوٗٔوبس ٖٛف ثبثت ٖٕٞبBٚAٞؼتٙذ ٣تدشث ثبثت.س٤ِٙٛذص ػذد اص ُٔؼتم ٚ َ٤ٛ٘٥ٛسػب ًالٔوب ٞبثبثت ٗ٤ا
ٗ٥ٔحمم ٝثغٛس٤ى اػت
0.41
5.0B
2.5A
دٞٙذ٣ٔ لشاس ٜاػتفبد ٔٛسد خٛد ٔحبػجبت دس ثٛاثت ٖثؼٙٛا سا.
وِٛض(1956)ثبؿذ ٔؼتجش ٣خبسخ ٢ٝ٥٘بح ٓٞ ٚ ٣ٕ٘ٞپٛؿب ٢ٝ٥٘بح ٢ثشا ٓٞ ٣ٍِٕبس٤ت ٖٛ٘لب ٝا٤ٙى ثٕٙظٛس
ٚ٤ه تبثغ ْثٙب ٣تبثؼ71
ثذػت ٢صثش ٖٚثذ حبِت ٢ثشا سا ص٤ش َٛٔفش تٛا٘ؼت ٚ وشد ُ٥دخ ٣ٍِٕبس٤ت ٖٛ٘دسلب سا
آٚسد.
68 Logarithmic law
69 Claouser
70 Millikan
71 Wake function
29. (اِف-36)
1 2
( ) ( )U Ln y B
ٝث ٝووِٛض ٚ٤ه پبسأتش72
ٚ ٌٛ٤ٙذ( ) ٣ٞآصٔب٤ـٍب ٚ ٢ػذد ٘تب٤ح تغج٥ك ثشاػبع ٝو ثبؿذ٣ٔ ٚ٤ه تبثغ
اػت ٜآٔذ ثذػت.آ٤ذ٣ٔ ثذػت ص٤ش ثلٛست ٚ٤ه تبثغ:
(اِف-37)
2
( ) 2sin ( )
2
y
وشٚػتبد تٛػظ وِٛض ٖٛ٘لب ثبؿذ ٢صثش ٢داسا ػغح ٝو ٣حبِت دس73
(1992)٢ٝ٥٘بح دس ػشػت تٛص٤غ ٢ثشا
ٌشد٤ذ ٝاسائ ٣٘ٚث٥ش ٚ ٣ٕ٘ٞپٛؿب.
(اِف-38)
0 01 2
[( ) ] ( )
y y y y
U Ln U B U
ٝو0y٢ٔدبص ٔجذاء سا74
ٚU
ثلٛست ٝو سا
(اِف-39)
U
U
U
٢صثش َا٘تمب ْتش ،ؿٛد٣ٔ تؼش٤ف75
ٓ٥ٔ٘ب٣ٔ.
تزوش:ثب سا ٢صثش َا٘تمب ْتش ٔشاخغ ٣ثؼض دسBدٞٙذ٣ٔ ٕ٘ب٤ؾ.
72 Coles wake parameter
73 Korgstad
74 Virtual origin
75 Roughness shift term
30. شکلالف-6-دٍبعذی سبز سطح یک اس شوبتيکي
تزوش:و٥ض76
وشٚفٛسد ٚ77
(1993)٢صثش ٢إِبٟ٘ب ٣ٞٙذػ ػبختبس ٝث ٢ٔدبص ٔجذاء ُٔح ٝو داد٘ذ ٖ٘ـب
داسد ٣ٍثؼت.
٢صثش تبثغ ٤ه ٢صثش َا٘تمب ْتشٕ٘ٛداس دس ٝو اػت
yuػشػت ُ٥پشٚف ٣خغ لؼٕت َا٘تمب ٢ٝٚظ٥ف
وٙذ٣ٔ ُٕح خٛد ثب سا ٢صثش اثشات حم٥مت دس ٚ داسد سا ٣ٍِٕبس٤ت ٝ٥٘بح دس ٗ٥پبئ ػٕت ٝث ٔتٛػظ.ص٤ش ُؿى دس
٢صثش َا٘تمب ْتش ٝو ٕ٘ٛداس ٤هBٌشدد٣ٔ ٜٔـبٞذ اػتٜؿذ ٜداد ٕ٘ب٤ؾ ٖآ دس.
76 Kays
77 Crawford
31. شکلالف-7-ًوَدار در سبزی اًتقبل تزم اثزلگبریتوي ًِبحي در
تزوش:ًٙ٥ؿّ٥خت78
ُپشا٘ت ٚ79
ا٘ذٜداد پ٥ـٟٙبد ٣خبسخ ٖخش٤ب ٢ثشا ٢صثش َا٘تمب ْتش ٢ثشا سا ص٤ش ٢ٝساثغ:
(الف-40)
1
3.5 ( )eq
U
U Ln k
U
5-1-2-تًاوي قاوًن
ٜ٘٥ىٛسادص تٛػظ ٣٘تٛا ٖٛ٘لب ٝچ اٌش80
حذٚد دس8ٝو ٞؼتٙذ ٢ص٤بد ٗ٥ٔحمم ٣ِٚ اػتٜؿذ ٝاسائ پ٥ؾ ٝٞد
دٞٙذ٣ٔ تشخ٥ح ػشػت ُ٥پشٚف ٢ثشا سا ٣ٍِٕبس٤ت ٖٛ٘لب.ؿٛد٣ٔ تؼش٤ف ص٤ش ثلٛست ٣٘تٛا ٖٛ٘لب ٣ّو دسحبِت:
(اِف-41)( )U C y
78 Schilichting
79 Prantel
80 Nikuradse
yu
32. ٢ٞبثبثت ٝوCٚثبؿٙذ٣ٔ س٤ِٙٛذص ػذد ٝث ٝٚاثؼت ٚ ٞؼتٙذ ٣تدشث ثٛاثت.٢ثٙذَٛٔفش ٝدػت ٚد ٣ّثغٛسو
ٖخش٤ب ٢ثشا ٢د٤ٍش ٚ ِِٝٛ دس ٖخش٤ب ُٔث ٣ّداخ ٖخش٤ب ٝث ٔشثٛط ٝدػت ٤ه ٝو داسد ٚخٛد ٣٘تٛا ٖٛ٘لب ٢ثشا
ثبؿذ٣ٔ تخت ٝكفح ٢ٚس ثش ٖخش٤ب ُٔث ٣خبسخ.
٣ّداخ ٖخش٤ب
ثبِت ٖثش ،ِِٝٛ ُداخ دس ٖخش٤ب ٢ٜحٛص دس81
(1993)ُٔغ٥شوب ٝتـبث ٤ه ثلٛست سا خٛد ٣٘تٛا ٖٛ٘لب82
ٖث٥ب
ؿٛد٣ٔ ٖث٥ب ص٤ش ثلٛست ٚ ٜثٛد س٤ِٙٛذص ػذد اص ٣تبثؼ ٣ٕ٘ٞپٛؿب ٢ٝ٥دس٘بح ٞبٝٔـخل ٖدسآ ٝو وشد.
(اِف-42)( )U C y
(اِف-43)
31 2
2 3
...
Re ( Re) ( Re)
aa a
Ln Ln Ln
(اِف-44)
3 4
1 2 2
Re ...
( Re) ( Re)
C C
C C Ln C
Ln Ln
ٜ٘٥ىٛسادص ٣ٞآصٔب٤ـٍب ٘تب٤ح اص اٌش(1933)ٔمبد٤ش ٓ٥ٙو ٜاػتفبد ِِٝٛ ُداخ دس ٖخش٤ب ٢ثشا1a،2C،1Cثلٛست
ثٛد خٛاٞذ ص٤ش.
1
1
2
3
2
1
3
5
2
a
C
C
ٝٔحبػج ٢ثشا ّٕٝخ چٙذ ٗ٥ٕٞ اص اٌشٚCس٤ِٙٛذص اػذاد ٢ٜٔحذٚد دس ٓ٥ٙو ٜاػتفبد3 6
31 10 Re 35 10
ٌشفت ٓ٥ٞخٛا َٛلج ُلبث خٛاة.
81 Barenblatt
82 Incompele similarity
33. ِٛصاٌبس83
(1997)سػ٥ذ ص٤ش ٘تب٤ح ٝث ٚ وشد تلح٥ح سا ثبِتٖثبس ٣٘تٛا ٖٛ٘لب ضشا٤ت.
(اِف-45)
2
1.085 6.535
Re ( Re)
0.7053 Re 0.03055
Re ave
Ln Ln
C Ln
DU
پٛسپٛس٤ت84
ٚػٛسد ٚ85
(2001)ؿٛد ُٔؿب ٘٥ض سا ٢صثش اثشات ٝو ٣حبِت ٢ثشا سا ثبِتٖثبس ٣٘تٛا ٢ٝساثغ ضشا٤ت
سػ٥ذ٘ذ ص٤ش ٘تب٤ح ٝث ٚ وشد٘ذ تلح٥ح:
(اِف-46)( ) r
rU C y
(اِف-47)
0.225
0.455( )
2
Re r
r
eq
r
D
k
C
C
ثبال َٛٔدسفش ٝو‘r’ٚ اػت ٖخشثب ٓ٤سط ٖثٛد صثش ٢ٜدٞٙذ ٖ٘ـبeqkٚ اػت ٝٔبػ رسات ٢صثش ثب َٔؼبد استفبع ٘٥ض
ثبثت35.6C اػت ٜآٔذ ثذػت ٝٔبػ رسات ٢صثش ٢ثشا ٣ٞآصٔب٤ـٍب ٘تب٤ح اص.
٣خبسخ ٖخش٤ب
َػب دس صثش ػغح ٢ثشا ٣٘تٛا ٖٛ٘لب ٖٛ٥فشٔٛالػ تلح٥ح ٢ساػتب دس ٣اػبػ الذأبت ٗ٥ِٚا2000٣وٛت تٛػظ86
ؿذ ٝاسائ ص٤ش ثلٛست ٣تدشث ٝساثغ ٤ه ثشاػبع.
(اِف-48)
( )( )i
R
C
U y a
E
83 Zagarlo
84 Porporate
85 Sordo
86 Kotey
34. ص٤ش٘ٛ٤غ ٝوRٚ اػت ػغح ٖصثشثٛد ٢ٜدٞٙذ ٖ٘ـبEَا٘تمب ْتش اثشات ٖٕٞب ٝو اػت ٤ه اص ثضسٌتش ثبثت ٤ه
ٚ ؿٛد٣ٔ ٗ٥٤پب ثؼٕت ٣ٕ٘ٞپٛؿب ٢ٝ٥٘بح دس ػشػت ُ٥پشٚف َا٘تمب ثبػث ٣ٙ٤ؼ ثبؿذ٣ٔ داسا سا ٢صثش0 ٘٥ض
وٙذ٣ٔ ُ٥دخ سا ٢صثش اثشات ٝو اػت ٜوٙٙذ تلح٥ح ثبثت ٤ه.
خشج87
ّٛ٥وبػت ٚ88
َػب دس1997ٚخٛد ٖٚثذ ٚ صثش تخت ٢ٝكفح ٤ه ٢ٚس اص ٢ػجٛس ٖخش٤ب ٢ثشا ٘٥ض
ا٘ذٜوشد ٝاسائ ٣ٕ٘ٞپٛؿب ٢ٝ٥٘بح ٢ثشا سا خٛد ٣٘تٛا ٖٛ٘لب ٖٛ٥فشٔٛالػ فـبس ٌٖشاد٤ب:
(اِف-49)( )iU C y a
ٖٛ٥فشٔٛالػ ٗ٤ا دسحم٥مت ٝوeffy y a اػتٜؿذ تؼش٤ف.ٝوaٖٕٞب٘مؾoyا٤فب سا ٢ٔدبص ٔجذاء ٣ٙ٤ؼ
وٙذ٣ٔ.ا٘ذٜوشد ٝاسائ سا ص٤ش ٢ٝساثغ ٣٘ٚث٥ش ٢ٝ٥٘بح ٢ثشا آٟ٘ب:
(اِف-50)
( )o
e
U y a
C
U
ٖوشد ُ٥دخ ثب تٛا٘ؼتٙذ ٚ٢ٝ٥٘بح ٢ثشا ٓٞ ،٣٘تٛا ٖٛ٘لب دس ٚ٤ه تبثغ٣٘ٚث٥ش ٢ٝ٥٘بح ٢ثشا ٓٞ ٚ ٣ٕ٘ٞپٛؿب
ث٥بٚس٘ذ ثذػت سا ص٤ش ٖٛ٥فشٔٛالػ:
(اِف-51)
( ) (1 ) sin( )o o
e
U y a y y
C C B
U
تٛاثغ ٝوiCٗ٥ٕٙٞچoCٚ ٜثٛد س٤ِٙٛذص ػذد تبثغ2.03B اػت ٣تدشث ثبثت ٤ه.
16a
اػت ٣تدشث ٔمذاس ٤ه ػذد ٗ٤ا ٝو ٌ٥شد٣ٔلشاس ٜاػتفبد ٔٛسد ٗ٥ٔحمم اص ٢ثؼ٥بس تٛػظ.
َػب دس2003ٛػ89
ّٛ٥وبػت ٚ خشج تٛػظ ٜؿذ ٝاسائ َٛٔفش تٛا٘ؼت ٣٘تٛا ٖٛ٘لب دس ٢صثش اثشات ٖوشد ُ٥دخ ثب
ٝثلٛست٥ى وٙذ تلح٥ح سا:
87 George
88 Castilo
35. (اِف-52)
0.88647
(1 )
( , ) ( )(1 0.283exp( 0.00598 ))exp( )
1 0.0355( ) ( )
i
i eq
eq
C A
C k
k Ln
(اِف-53)
0.60126
1
( , ) 0.0065( )
( )
eq eq
A
k k
Ln
(اِف-54)
0.517
0 0( , ) (1 0.00576( ) )(1 0.283exp( 0.00589 ))eq eqC k C k
ٝوeqk
اػت ص٤ش ثلٛست ِٝٔؼبد ٢ٞبثبثت ٚ ٢صثش س٤ِٙٛذص ثب َٔؼبد:
0
55
0.897
0.0362
2.90
0.46
iC
C
A
٢إٝ٘ٛ٘ ص٤ش ُؿى دسٔختّف ٢ٞب٢صثش ٢ثشا ٔتٛػظ ػشػت ٢ٞبُ٥پشٚف اص105eqk
ٚ310eqk
س٤ِٙٛذص
6
Re 10اػتٜؿذ ٝاسائ.
89 Seo
36. شکلالف-8-ًوَدار در سبزی اًتقبل تزم اثزهتَسط سزعت ّبیپزٍفيل ٍ لگبریتوي یًِبحي در
هختلف ّبیسبزی بزایٍ
6-زبري سطح برريي جريان ػددي مطالؼات
َػب دس دس٤ؼتٖٚ َٔذ ٌشدد٣ٔ ُٔؿب سا ٢صثش اثشات ٝو ٣٤ٞبَٔذ ٗ٤تش٢اثتذا اص ٣٤ى1956َٔذ ٝو ٜثٛد
وشد ٝاسائ ص٤ش ثلٛست سا ٝٔبػ رسات ثب َٔؼبد ٢صثش.
(اِف-55)
2
( ) ( )t
U
F y
x
(اِف-56)
1 exp( ) exp( 2.3 )
26 eq
y y
F
k
( )U y
105eqk
310eqk
37. ٝوtٚ تٛسثٛال٘غ ٢ٝٚ٤ؼىٛص٤ت ٖٕٞبFٚ ٜوٙٙذ ٔ٥شا تبثغeqk
رسات ثب َٔؼبد ٢صثش س٤ِٙٛذص ػذد ثب ثشاثش
اػت ٝٔبػ.وشٌٚؼتبد90
َػب دس1991اختالط َٛع َٔذ اص ٢د٤ٍش ٣٘ٛػ91
ص٤ش ٢ٜوٙٙذ ٔ٥شا تٛاثغ ثب سا
وشد ٜاػتفبد:
(اِف-57)
1.570 70
1 exp( ) exp( ( ) ) (1 exp( ))
26 26 eq eq
y y
F
k k
آٟ٘ب اكالح٥بت ٝو ٌشد٘ذ اكالح ثب٤ذ صثش ػغح حبِت ٢ثشا ٘٥ض ُلج َٛفل دس ٜؿذ ٝاسائ ٢ٜد٤ٛاس تٛاثغ ٗ٥ٕٙٞچ
اػت ص٤ش ثلٛست.
6-1-است زبر سطح ٍک حالتي براي مياوگيه سرػت يٌديًار تًابغ اصالح
ص٤ش ثلٛست ػغح ٢صثش ٗدس٘ظشٌشفت ٖٚثذ ٔتٛػظ ػشػت ُ٥پشٚف ٢ثشا ٜد٤ٛاس تٛاثغ ؿذ ٜاؿبس ٝو ٕٞب٘غٛس
ثبؿذ٣ٔ:
(اِف-58)1
( )U Ln Ey
ٌشدد اكالح ثب٤ذ ٜد٤ٛاس تبثغ ثبؿذ صثش ٘ظش ٔٛسد ػغح اٌش َحب.ْتش ٖافضٚد تٛػظ اكالحبت ٗ٤اٖٕٞب ٝو
ا٘دبٔذ٣ٔ اػت ٢صثش َا٘تمب ْتشBؿٛد٣ٔ تؼش٤ف ص٤ش ثلٛست:
(اِف-59)
1
rB Ln f
rfٖث٥ب ص٤ش َٚخذ ٝو ٌ٥شد٣ٔ خٛد ٝث ٣ٔتفبٚت ٔمبد٤ش ػغح ٢صثش ص٤ِٙٛذص ػذد ثشحؼت ٚ ٜثٛد ٢صثش تبثغ
ٔمذاس ٢ٜوٙٙذrfاػت ٢صثش ٔختّف حبالت ٢ثشا.
90 Korgstad
91 Mixing length model
B
38. جذٍلالف-1-هقبدیز()سبزی هختلف حبالت بزای
hydrodynamically
smooth regime
2.25eqk
0B
transitional
regime
2.25 90eqk
2.251
[ ]sin 0.4258( 0.811)
87.75
eq
s eq eq
k
B Ln C k Ln k
fully rough
regime
90eqk
1
[1 ]s eqB Ln C k
ٓ٥ٙو٣ٔ ٜٔـبٞذ ٝو ٕٞب٘غٛسB٢صثش س٤ِٙٛذص ػذد اص ٣تبثؼeqkاػت.
6-1-1-افسار ورم در زبري پارامترَاي تىظيمFluent
اػت اػتفبد ٔٛسد ٢صثش ٖوشد َٔذ ٢ثشا پبسأتش ٚد فّٛئٙت افضاس ْدس٘ش.پبسأتش ٗ٥ِٚاsCپبسأتش ٗ٥ٔٚد ٚeqk
ٝٔبػ رسات ثب َٔؼبد ٢صثش ٖٕٞب ٝو اػتاػت.اػت ٜآٔذ ثذػت ٜ٘٥ىٛسادص آصٔب٤ـبت دس.sC٣تدشث ثبثت ٤ه
ثشاثش ٖآ فشم پ٥ؾ ٔمذاس ٝو ثبؿذ٣ٔ0.5sC ْا٘دب صثش ٢ِِٝٛ ٢ثشا ٝو ٜ٘٥ىٛساصد ٣تدشث آصٔب٤ـبت ثشاػبع
ٔ٥جبؿذ اػتٜؿذ
٘جبؿذ ٤ىٙٛاخت ثلٛست ػغح ٢صثش ٝو ٣دسحبِت0.5sC ٌشدد تلح٥ح ثب٤ذ ٚ ٜ٘جٛد ٣ٔٙبػج ٢ٝٙ٤ٌض.٢ثشا
٤ىٙٛاخت غ٥ش ػغح ٢صثش حبِت0.5 1sC اػت.ا٘تخبة ثبؿذ تش٤ىٙٛاخت غ٥ش ٢صثش ٝچ ٞشsC،ثضسٌتش
اػت تشٔٙبػت.
اص ثضسٌتش ثب٤ذ د٤ٛاس ٘ضد٤ه ٢ٝ٥٘بح دس ٔؾ ٢ٜا٘ذاص ٝو اػت ٗ٤ا ؿٛد ٜاؿبس ٖثذا ثب٤ذ ٝو د٤ٍش ٟٓٔ ٢ٝ٘ىت
ؿذ خٛاٞذ ٣ف٥ض٤ى غ٥ش خٛاة ٖآٚسد ثذػت ثبػث ٔٛضٛع ٗ٤ا سػب٤ت ْػذ ٝو چشا ثبؿذ ٔتٛػظ ٢صثش ٢ٜا٘ذاص.
اتٕؼفش٤ه ٢ٔشص ٝ٤ال دس د٤ٛاس تٛاثغ ٚ ٢ثٙذٔؾ ٔجحث دس ٔجبحث ٗ٤تشداؽ اص ٣٤ى ٝ٘ىت ٗ٤ا92
اػت.
92 Atmospheric boundary layer
Brf
39. 6-1-2-در ٌديًار تابغ اصالحANSYS CFX 10.0
افضاس ْ٘ش ٝث په ٤ه ثلٛست ٝو ٢افضاس ْ٘ش ٢ٝثؼت ٗ٤ا دسANSYSفبوتٛس تٛػظ ٢صثش اثشات ؿٛد٣ٔ ٝاضبف
(اِف-60)
1
(1 )s eqLn C k
اػت ص٤ش ُؿى ٝث افضاس ْ٘ش ٗ٤ا دس ٜد٤ٛاس ٖٛ٘لب ٝكٛست٥ى ٝث ٜؿذ ٝاضبف ٜد٤ٛاس تبثغ ٝث:
(اِف-61)
1
( ) 5.2
(1 0.3 )eq
U U y
Ln
U k
تزوش:ٔمذاسsCدسANSYS CFX 10.0ثشاثش ٚ ثبثت0.3sC اػت.
6-2-است زبر سطح ٍک حالتي براي مياوگيه دماي يٌديًار تًابغ اصالح
ْتش ثبؿذ صثش ػغح ٝو ٝكٛست٥ى دس ؿذ ٖث٥ب ٝو ٕٞب٘غٛسP٢ِٝدسٔؼبد ٝو(اِف-6)اكالح ثب٤ذ ثٛد ٜؿذ تؼش٤ف
ٌشدد٣ٔ اكالح ص٤ش ثلٛست سا ْتش ٗ٤ا ٝو ٌشدد:
(الف-62)
0.695 0.395 0.61 1
3.15Pr ( ) ( )rough
E
P P
E E E
ٝوE ؿٛد٣ٔ تؼش٤ف ص٤ش ثلٛست:
(الف-63)r
E
E
f
ٝوrfاِف َٚخذ ثلٛست ٚ ٜثٛد ٢صثش تبثغ-1اػت ٝٔحبػج ُلبث.
40. 6-3-مدلDurbinزبر َايٌديًار براي
َٔذ ٜد٤ٛاس ٖثٛد صثش ٍْٞٙب دس ٜد٤ٛاس ؿشا٤ظ تلح٥ح ٢ثشا ، ٞبَٔذ ٗ٤وبسآٔذتش اص ٣٤ىDurbinٝو ثبؿذ٣ٔ
اػت ٖث٥ب ُلبث ص٤ش ثلٛست.
٣خٙجـ ٢ا٘شط ٝو ٢ٔٛثش ٔجذاء ٚ ٜوشد پ٥ذا َا٘تمب ٢ٔشص ٝ٤ال ،ػغح ٢صثش ػّت ٝث ٝو وشد ٖث٥ب ٗ٥دٚسث
ٝ٘مغ ٝث اػت كفش ٖآ دس تٛسثٛال٘غ0y٢خب ٝث0y اص ٔٛثش ٢ّٝفبك اػبع ٗ٤ا ثش ٚ وشد خٛاٞذ پ٥ذا َا٘تمب
وشد تؼش٤ف ص٤ش ثلٛست سا د٤ٛاس:
(اِف-64)0effy y y
٣ٙ٤ؼ ٔجذاء َا٘تمب ٗ٤ا ٝو0yاػت ٔؼشف ٣ٞ٥ذسٚد٤ٙبٔ٥ى ٢صثش َٛع ٝث.
0y٢ٔدبص ٔجذاء ٖٕٞب93
اػت.ُؿىاِف-6وٙذ٣ٔ ٖث٥ب سا تؼبس٤ف ٚ ٓ٥ٞٔفب ٗ٤ا.
٣ٙ٤ؼ د٤ٛاس اص ّٝفبك ٖوشد اكالح فمظeffyتٛاثغ ٝثّى وٙذ٣ٕ٘ ُ٥دخ سا ٢صثش اثشات ْتٕب ٚ ثبؿذ٣ٕ٘ ٔٛثش
ؿٛ٘ذ اكالح ثب٤ذ ٘٥ض ٜٔ٥شاوٙٙذ.َٔذ ٚالغ دسDurbinتٛاثغ ػّت ٗ٥ٕٟث اػت ٢اٝ٤دٚال َٔذ ٜؿذ اكالح
ٜٔ٥شاوٙٙذDurbinدسػ٥تٖٚ ٜوٙٙذ ٔ٥شا تٛاثغ ٜؿذ اكالح حبِت94
اػت.
(اِف-65)
0
0
Re
( )[1 exp( )]
Re
( )[1 exp( )]
eff
eff
y
l
y
l
L C y y
A
L C y y
A
ٝو داؿت ٝتٛخ ثب٤ذAتغ٥٥شات سٚ٘ذ ٝو چشا وشد تلح٥ح ثب٤ذ ٢صثش ٚخٛد ثؼّتLٖثٛد ثضسي ثؼّتo
A
٘ؼجتo
Aٌشدد ُ٤تؼذ ثب٤ذ.Aٌشدد٣ٔ تلح٥ح ص٤ش كٛست ٝث:
(اِف-66)
{1, (1 )}
90
eqo
k
A Max A
93 Virtual origin
94 Van Driest
41. ٣ِٚAثٛد خٛاٞذ ُلج كٛست ٖٕٞب ٝث:
(اِف-67)
o
A A
٢ِٝٔؼبد ٢ثشا ٢ٔشص ؿشا٤ظkثٛد ٘خٛاٞذ ثشاثش كبف ػغح حبِت ثب د٤ٍش.٢صثش ٖٚثذ ٚ كبف ػغح حبِت دس
ٓ٥داؿت:
(اِف-68)( 0) 0k y
ٓ٤داس صثش ػغح ٢ثشا ٝحبِ٥ى دس:
(اِف-69)
2
2
( 0) [ {1,( ) }]
90
eqkU
k y Min
C
(اِف-70)
0
2
( )
y
t
U
U
y
اػت ٢اٝ٤ال ٚد َٔذ ٔؼبدالت كٛست ٖٕٞب ٝث ٔؼبدالت ٢ٝ٥ثم ٚ.
َٔذ ة ٢ٕٝ٥ٕض دسDurbinثلٛست ٢ثؼذ ٚد حبِت ٢ثشاUDFافضاس ْ٘ش ٢ثشاFluentاػت ٔٛخٛد.
َٔذ ٢ٝٔمب٤ؼ ا٘تٟب دسDurbinؿشا٤ظ دس ِِٝٛ ٤ه دس ٢ػجٛس ٖخش٤ب ٢ثشا ٜد٤ٛاس تٛاثغ ٚ ٣ٞآصٔب٤ـٍب ٘تب٤ح ثب
س٤ِٙٛذص ػذد ثب ٝ٤بفتٝتٛػؼ ًالٔوب6
Re 10٣٘ؼج ٢صثش ثب ٚ31
1.97*10
507
eqk
R
ٝو اػتٜؿذ ٜداد ٕ٘ب٤ؾeqk
ٚ ٜ٘٥ىٛسادص ٣تدشث آصٔب٤ـبت دس ٝٔبػ رسات ثب َٔؼبد ػغح ٢صثش ٔمذاسRاػت ِِٝٛ ؿؼبع.
42. شکلالف-9-هذل یِهقبیسDurbinِلَل یک در عبَری جزیبى بزای ُدیَار تَابع ٍ آسهبیشگبّي ًتبیج بب
ریٌَلذس عذد بب ِیبفت ِتَسع ًالکبه شزایط در1000000ًسبي سبزی بب ٍ00197/0
7-ٌديًار تًابغ در تًربًالوس َايکميت ٍمحاسب چگًوگي
ُاك دس ٚ ثبؿذ٣ٔ ٣تدشث ٕٝ٥٘ ٢ٞبُ٥پشٚف اص ٢اٝٔدٕٛػ ٜد٤ٛاس تٛاثغ ؿذ ٌٝفت ُلج ٢ٞبلؼٕت دس ٝو ٕٞب٘غٛس
ٔشتجظ ٜد٤ٛاس ٢ٚس ثش ٘ظ٥ش ٔمبد٤ش ٝث سا ٜد٤ٛاس ٘ضد٤ه ٢ػذد ٢ٞبٖإِب ٣ف٥ض٤ى ٢ٔتغ٥شٞب ٔمبد٤ش ٝو ٞؼتٙذ ٣ّپ
اص ُٔتـى ٜد٤ٛاس تٛاثغ ٚ ػبص٘ذ٣ٔ:
د٤ٛاس ٘ضد٤ه دس اػىبِش ٢ٞبوٕ٥ت ػب٤ش ٘٥ض ٚ ٔتٛػظ ٢دٔب ٚ ٔتٛػظ ػشػت ٢ثشا ٣٤ٞبُ٥پشٚف
د٤ٛاس ٣٘ضد٤ى دس ٝآؿفت ٢ٞبوٕ٥ت ٢ثشا ٣٤ٞبَٛٔفش
٣ثشسػ ٝث ٓ٥ٞخٛا٣ٔ لؼٕت ٗ٤ا دس ٚ ٓ٤لشاسداد ٣ثشسػ ٔٛسد سا دٔب ٚ ػشػت ٢ٞبُ٥پشٚف ُلج ٢ٞبدسلؼٕت
ٜد٤ٛاس تٛاثغ ٢ٞبُ٥پشٚف تٛػظ ٜد٤ٛاس ٣٘ضد٤ى دس ٝآؿفت ٢ٞبوٕ٥ت ٢ٝٔحبػج ٚ ٖآٚسد ثذػت ٣ٍٍ٘ٛچ
ٓ٤ثپشداص.
داسد ٚخٛد ػشػت ُ٥پشٚف ٝٔحبػج ٢ثشا ٜد٤ذٌب ٚد:
٣ٍِٕبس٤ت ٖٛ٘لب