شبیه سازی یک بعدی ضربه قوچ در سیالات غیرنیوتنی

بر خلاف مطالعات گذشته در جریان های غیر ماندگار سیالات غیر نیوتنی که از مدل های پیچیده دو بعدی جهت محاسبه گرادیان سرعت استفاده شده است در این تحقیق مدل های یک بعدی جهت محاسبه افت غیرماندگار به کار گرفته شده است که امکان پیاده سازی سریعتر و سرعت اجرایی بالاتری دارند. هدف اصلی این تحقیق بررسی پدیده ضربه قوچ در سیالات غیرنیوتنی از نوع توانی (Power law) با استفاده از مدل های برونون و زیلک می باشد. جهت محاسبه تنش برشی در رابطه مومنتم از مدل زیلک و برونون و به منظور حل معادلات از روش خطوط مشخصه ها جهت حل سیالات غیرنیوتنی استفاده شده است. مدل برونون بر این اساس حاکم است که، تنش برشی دیواره به دلیل تغییر شتاب، متناسب با شتاب سیال تغییر می کند. روش زیلک برای محاسبه ضریب اصطکاک غیر ماندگار، مدلی بر اساس انتگرال کانولوشن که به صورت تحلیلی هست را ارایه می دهد. برای بدست آوردن گرادیان سرعت سیال توانی در مدل زیلک، از گرادیان سرعت در حالت ماندگار استفاده شده است. در انتها برای حصول اطمینان از صحت آلگوریتم حل، نتایج عددی با نتایج مقالات دیگر مقایسه شده اند. نتایج حاصل از مدل سازی سیال غیر نیوتنی نشان دهنده تغییراتی قابل توجه در مقادیر فشار می باشند. فرمول های ارایه شده مشابه مدل های دو بعدی می توانند این تغییرات را شبیه سازی کنند. مطابق انتظار در شرایط جریان ماندگار یکسان، مقادیر حداکثر فشار با کاهش لزجت سیال کاهش می یابد. به عبارت دیگر، با کاهش لزجت سیال مقادیر افت در طول مسیر لوله کم خواهد شد که در نهایت سبب کاهش نرخ افزایش فشار می شود.